能源技術公司Siemens Energy開發(fā)了一種新穎的數(shù)字維修鏈，可以在傳統(tǒng)制造的燃氣輪機葉片上進行3D打印新功能。有趣的是，全自動鏈條采用了專門開發(fā)的激光粉末床熔合工藝HybridTech，而不是基于DED的3D打印技術，這通常是MRO應用的首選。除了僅維修渦輪機葉片外，該鏈條還旨在提供升級服務，特別是通過在葉片尖端安裝復雜的冷卻通道來減少裂紋和缺陷的風險。

西門子將使用其新的MRO技術來修復渦輪葉片，例如該公司的SGT-600燃氣輪機中的葉片。圖片來自西門子能源。

燃氣輪機葉片尖端燒壞的問題

據(jù)魔猴網(wǎng)了解，大約十輛保時捷911的功率輸出是典型的西門子燃氣渦輪發(fā)動機中每個葉片負責將其轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)能量的能力。就像您想象的那樣，如此高的發(fā)動機燃氣速度和已經(jīng)很高的工作溫度會導致嚴重的由熱引起的葉片退化。

所謂的燒盡現(xiàn)象會導致葉片尖端末端的材料損失，從而增加葉片與外圈之間的間隙。通過設計，該間隙應盡可能小，因此任何材料損失都將導致整個渦輪發(fā)動機的功率效率急劇下降。燒盡也是一個周期性的問題，因為由于大量的熱氣溢出，形成較寬的間隙通常會導致葉片溫度升高。這進而導致更快的材料損失率，進一步增加了間隙的距離。

熱引起的葉片尖端退化開始。通過Siemens Energy攝。

HybridTech方法

西門子能源公司新的HybridTech維修鏈利用激光粉末床融合技術，通過內(nèi)部冷卻通道直接將3D打印復雜的高分辨率結(jié)構(gòu)直接貼到損壞的葉片尖端上。高分辨率在這里尤為重要，因為渦輪葉片的尖端往往具有非常有限的橫截面積。全自動CAD-CAM鏈適用于各種不同的葉片類型，因為許多零件的幾何設計可能會有所不同，更不用說尖端損壞的程度不同了。

它的工作方式是首先處理葉片尖端的藍光3D掃描，這使HybridTech算法可以變形并使構(gòu)造適應每個單獨的渦輪葉片的形狀。然后，直接嵌套在粉末床中，將損壞的組件覆蓋并直接打印在其頂部，從而在最初的精鑄刀片上實現(xiàn)3D打印功能。

盡管該技術的應用范圍仍在很大程度上尚待探索，但該公司已經(jīng)制造出第一套帶有集成冷卻結(jié)構(gòu)的混合葉片。西門子能源公司目前正在將其現(xiàn)有的標準維修程序轉(zhuǎn)換為新的程序，并表示混合動力技術將在不久的將來應用于其他常規(guī)制造的組件。

在打印冷卻結(jié)構(gòu)之前，將損壞的刀片嵌套在粉末床中。西門子能源提供的照片。

西門子已經(jīng)具有采用3D打印技術的歷史，因此關鍵部件維修方面的進步不足為奇。該公司最近在新加坡西部的大士開設了先進制造轉(zhuǎn)型中心（AMTC）。被認為是首創(chuàng)的能力中心，面積為800平方米。 AMTC包含三個要素；數(shù)字企業(yè)體驗中心（DEX），增材制造體驗中心（AMEC）和租賃實驗室。

去年年底，該公司還開放了一個測試設施，以測試增材制造系列生產(chǎn)線，這是數(shù)字工程和增材制造（IDEA）工業(yè)化項目的一部分。這項工作最終旨在增強激光PBF的批量生產(chǎn)能力，提高技術的生產(chǎn)率，同時將開發(fā)和生產(chǎn)時間縮短50％。

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