摘要：從人體器官、奧斯卡頒獎禮上的小金人到辦公樓甚至汽車火箭，近年大熱的3D打印技術勢如破竹，雄赳赳氣昂昂地挺進各行各業。受限于高溫、高壓和離心力，3D打印技術似乎難以在發電行業施展拳腳。然而在發電領域，西門子早已“喜提”多項成果，不僅是燃機葉片、核電站消防水泵的金屬葉輪、工業汽輪機的油封圈，現在已經拓展到燃氣輪機的燃燒器了。
關鍵字：3D打印,3D打印技術,3D打印機
從人體器官、奧斯卡頒獎禮上的小金人到辦公樓甚至汽車火箭，近年大熱的3D打印技術勢如破竹，雄赳赳氣昂昂地挺進各行各業。受限于高溫、高壓和離心力，3D打印技術似乎難以在發電行業施展拳腳。然而在發電領域，西門子早已“喜提”多項成果，不僅是燃機葉片、核電站消防水泵的金屬葉輪、工業汽輪機的油封圈，現在已經拓展到燃氣輪機的燃燒器了。
西門子利用增材制造技術打印出了全球第一個應用于SGT-700燃氣輪機的燃燒器。
不僅如此，西門子與意昂集團在2018年9月19日共同宣布，這個燃燒器在意昂集團位于德國黑森州菲利普斯塔爾(Philippsthal)的聯合循環電廠中已經運行達到了一年，運行時間逾8000小時，更為難得的是這期間沒有出現任何問題報告。
這個燃燒器長這樣↓↓↓
2016年2月，西門子在瑞典東南部的工業重鎮芬斯蓬(Finspång)開設金屬3D打印技術研發和制造中心，為當地的西門子重型燃氣輪機工廠配套“打印”生產零部件。該中心目前為西門子全球最大的3D技術研發基地之一。西門子也是業界首個針對發電行業部件的增材制造建立研發中心的公司。
▲ 芬斯蓬工廠。
這批應用于SGT-700燃氣輪機的燃燒器正是該基地智能燃燒器制造項目打造的首批成果。2017年，西門子開始用名為選擇性激光熔化(SLM)的增材制造技術打印燃氣輪機的燃燒器。
▲ 西門子是率先利用選擇性激光熔溶化技術生產燃氣輪機和蒸汽輪機金屬部件的企業之一。
與傳統方法需要13個獨立部件和18個焊接頭不同的是，3D打印的每個燃燒器頭部都采用一體制造。設計方面的改進，比如將引火燃氣管由外部燃氣管變成燃燒器頭部的一部分，能夠保持更低的運轉溫度，從而有助于延長組件壽命，并最終延長燃氣輪機的使用壽命。
千百年來工業制造從原材料生產成為產品，一直是一個“做減法”的過程，但在數字化生產的3D打印時代，制造將變成層層累積原材料來“做加法”的過程。
目前在工業制造領域，金屬3D打印技術主要有3項應用。第一是快速零部件模型設計，第二是快速維修，第三是快速制造。2016年7月，西門子重型燃機的首款3D打印部件投入商業運行。2017年2月，西門子成功完成對完全采用增材制造技術生產的燃氣輪機葉片的首次滿負荷核心機試驗。
這意味著該技術生產的葉片測試轉速可以達到每分鐘13,000轉，測試溫度超過攝氏1,250度。此外，西門子還測試了利用增材制造技術制造的經全面改良內部冷卻結構的新葉片。
葉片長這樣↓↓↓
按照傳統制造工藝，燃氣輪機零部件的制造周期通常為12-15個月左右。如果運用3D打印技術，幾個月甚至幾個周的時間就可以“打印”一個部件出來。
2017年3月，西門子為斯洛文尼亞Krško核電站用3D打印技術打印出了一個消防水泵金屬葉輪，用以更換已經停產的部件。由于核領域對安全性和可靠性的嚴格要求，獲得這一突破堪稱重大成就。
2018年4月，西門子推出了首個應用于工業蒸汽輪機的3D打印油封圈。通過增材制造技術，西門子生產汽輪機的更換部件將研發周期縮短了40%。
西門子早在2008年就開始投資金屬3D打印技術，并且針對發電領域進行了3D打印技術研發。
2012年，西門子安裝了第一臺EOS M280 SLM打印機，并將其改造用于燃燒器修復。
2013年，第一批3D打印燃燒器噴嘴和旋流器安裝用于商業燃氣輪機中。
2016年，西門子收購了全球領先的增材制造企業之一，英國的Materials Solutions公司。
據Gartner今年年初發布的一份報告預測，到2021年，20%的企業將成立內部創業公司，開發基于3D打印的新產品和服務;40%的制造企業將建立3D打印中心。
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