原型到生产，西门子实现3D打印燃气涡轮叶片突破

| 3DScienceValley · 2017/02/07

GE,西门子，Turbocam, Rapid Prototyping Services一直致力于通过3D打印技术用于叶片和涡轮的制造。

根据IDTechEx,在2014年用于石油和能源行业的3D打印机销量为9800万美金，而在2025年有望达到18亿美金。显然，这一预测是基于当前工业级3D打印技术在用于生产能源行业零部件的应用趋势。

图片：IDTechEx对能源行业的3D打印机市场预测

德国CAM软件和制造巨头西门子已经取得了突破，完成了一次特殊的满负荷发动机试验，其中的燃气涡轮机叶片完全采用增材制造（AM）技术，这也意味着3D打印技术进入到生产领域更加可信确凿。

西门子在模拟真实工作环境下成功地验证了增材制造涡轮叶片的可行性。每分钟13000转，温度超过摄氏1250度，西门子测试的叶片设计具有完全改进的内部冷却几何制造。

叶片被安装在功率为13兆瓦（MW）的西门子SGT-400工业燃气轮机上。涡轮叶片由高性能多晶镍高温合金粉末制成，这允许它们承受高压、高温和涡轮高速运转的旋转力。满载时，这些涡轮叶片运转速度高达1600公里/小时，被温度高达1250°C的空气包围后又进入400°C的空气冷却环境。

这些叶片来自与西门子收购的Materials Solutions公司，Materials Solutions的核心竞争力来自于其对选择性激光熔融材料的控制能力。最擅长的领域包括Inconel 625, Inconel 718,以及镍基合金包括Hasteloy X, C263, C1023, CM247LC。通过实现对材料在加工过程中的控制，Materials Solutions发展了自己的核心竞争力：对诸如叶片这样的高温合金的加工能力，不仅是性能优越，而且其几何形状也是通过传统加工方式无法实现的。

西门子在材料科学、自动化、制造和工艺等重要领域有广泛的知识，因此在3D打印行业中有着巨大的发展前景。先进的叶片设计的成功测试为下一步充分利用增材制造潜力打开大门。

增材制造可以实现优良的机械性能，粉末状原材料细晶组织，在微观结构上各向异性需要控制和引导。除了叶片，西门子正在开发独特的燃气轮机设计，凭借在能源市场100年以上的经验，西门子将新的设计可能性转化为客户的具体解决方案。