近日，德國制造和電子公司西門子已經對其新的3D打印的燃氣輪機葉片進行了發動機測試。 具體來說，他們將3D打印部件在13,000轉/分鐘和超過1250攝氏度的溫度下測試。因為西門子剛剛宣布成功測試新的渦輪葉片設計，所以這可能是工業增材制造業的一個重要里程碑。
據了解，3D打印葉片采用創新的內部冷卻幾何設計，使用先進的CAD軟件和使用3D打印技術制造。3D打印葉片由Materials Solutions公司制造，這是一家位于伍斯特的英國3D打印公司，由西門子于2016年8月收購。
當西門子收購Materials Solutions的85％股權時，西門子電力和天然氣部門首席執行官Willi Meixner稱贊了這家公司“以創紀錄的時間將模型轉變為高質量部件”的能力。僅僅半年后，西門子已經利用3D打印專家的能力創造出了高品質的渦輪葉片。葉片的測試在位于英國林肯市西門子工業燃氣輪機廠的Materials Solutions HQ的東北120英里處進行。
成功的測試需要來自多個國際項目團隊的貢獻，包括西門子工程師在Finspang、Lincoln和Berlin以及來自Materials Solutions的3D打印專家。在18個月的時間內，團隊能夠執行整個開發過程，從組件設計和3D打印材料開發到開發新的模擬技術和執行質量控制。
3D打印的渦輪葉片由多晶鎳超合金粉末制成，該材料使得葉片能夠承受高壓，極端溫度以及渦輪機的高速運轉的旋轉力。“這是在發電領域使用3D打印技術的突破性成功，這是該技術最具挑戰性的應用之一，”Meixner說，“添加劑制造是我們數字化戰略的主要支柱之一”。
一旦完成，3D打印葉片將被安裝在容量為13兆瓦（MW）的Siemens SGT-400工業燃氣渦輪機中。每個3D打印的渦輪葉片經受超過1600km / h（994mph）的速度，并且需要承載11噸的重量（相當于滿載的倫敦公共汽車）。葉片在1250℃由氣體包圍，并在400℃以上用空氣冷卻。
雖然3D打印技術使西門子和材料解決方案能夠為渦輪葉片創造復雜的內部冷卻系統，但也使得他們能在非常短的時間內生產每個葉片。 “這種令人興奮的技術正在改變我們制造的方式，將原型開發的前置時間減少到90％，”Meixner說，由于這種效率和測試的成功，西門子計劃繼續使用Materials Solutions的3D打印設施，專業知識，以改進其渦輪機系統。“憑借我們在3D打印的綜合技術，我們將繼續推動技術開發和在這一領域的應用，”Meixner補充說。
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