3D-printad gasturbinskovel nytt genombrott inom additiv tillverkning

feb 8, 2017 | 3D

Siemens har nått ett nytt genombrott inom additiv tillverkning (3D-printning). För första gången har gasturbinskovlar blivit printade och testade med framgångsrikt resultat. Skovlarna, som sitter monterade på rotorn inuti gasturbinen, utsätts för de stora belastningar både gällande värme och centrifugalkrafter, vilket ligger på gränsen till vad som är möjligt att 3D-printa med dagens teknik. Projektet har drivits av forsknings- och utvecklingsavdelningen hos Siemens i Finspång tillsammans med experter i flera andra länder.
Resultaten har validerats genom upprepade tester av 3D-printade skovlar, både i konventionell utformning och med helt nykonstruerade geometrier som ger förbättrade kylningsegenskaper. Komponenterna har testats i sin normala miljö inuti en gasturbin, vilket innebär en rotation på 13000 varv per minut och temperaturer över 1250 grader celsius. Skovlarna är tillverkade i två olika material och har blivit printade i Finspång samt i Worcester i England. Själva testerna utfördes i en gasturbin i Siemens provanläggning i Lincoln i England. Projektet har drivits av forsknings- och utvecklingsavdelningen på Siemens i Finspång, i samarbete med experter i flera olika länder.
– Det här är ytterligare ett viktigt genombrott för användningen av additiv tillverkningsteknik inom kraftgenerering, ett område som ställer stora krav på komponenters uthållighet.Testerna är resultatet av ett fokuserat samarbete mellan Siemens projektteam i Finspång, Lincoln, Worcester och Berlin, som på bara 18 månader gick från konstruktionsarbete och materialutveckling till livslängdssimuleringar och avslutande kvalitetskontroller. Med vår gemensamma kunskapsbas inom 3D-printning fortsätter vi att driva utvecklingen och användningen inom detta område, säger Hans Holmström, vd för Siemens Industrial Turbomachinery AB i Finspång.
Skovlarna installerades i en gasturbin från Siemens av typen SGT-400 med en kapacitet på 13 megawatt (MW). De 3D-printade turbinskovlarna tillverkades av ett pulver bestående av en nickelbaserad superlegering för att klara högt tryck, höga temperaturer och höga centrifugalkrafter. Varje skovel rör sig i 13 000 varv per minut, och kraften på varje skovel är 11 ton. Omgivande luft är 1250 °C och kylningstemperaturen ligger på över 400 °C. Den avancerade skovelkonstruktionen som nu har testats i Lincoln erbjuder förbättrade kylningsfunktioner som kan bidra till att öka gasturbinens verkningsgrad. Additiv tillverkning är en process där man via CAD-modeller bygger upp objekt via lager-på-lager-principen. Ett viktigt användningsområde är utvecklingsarbete och protoyptillverkning där ledtiderna kan minskas med upp till 90 procent.
– Siemens är en föregångare inom området. Med den här tekniken kan vi accelerera utvecklingen av nya konstruktioner med förbättrad effektivitet och tillgänglighet som resultat, och fortare få ut dem till våra kunder. Den nya flexibiliteten vad gäller tillverkning ger oss också möjlighet att komma närmare kundernas krav och erbjuda reservdelar on-demand, säger Hans Holmström.
Siemens har en bred kunskap inom materialvetenskap, automation, tillverkning och processer, och har därmed stora möjligheter att vara med i att utforma framtiden för 3D-printningsindustrin. De framgångsrika testerna av avancerade skovelkonstruktioner är ett avgörande steg för att ta tillvara den fulla potentialen inom additiv tillverkning. Siemens använder sedan länge 3D-printning för utveckling, tillverkning och reparationer av gasturbinkomponenter.
I februari 2016 öppnade Siemens sin första verkstad i världen dedikerad för utveckling, serietillverkning och reparation av metallkomponenter via additiv tillverkning till kraftindustrin. Verkstaden är belägen vid gasturbinverksamheten i Finspång. Under 2016 förvärvades även företaget Material Solutions, baserade i Worcester i England.Precis som den nyligen öppnade 3D-verkstaden i Finspång specialiserar sig anläggningen i Worcester på avancerade delar till kraftindustrin med krav på att klara höga temperaturer och där precision, ytstruktur och materialegenskaper är avgörande.
Additiv tillverkning är ett huvudområde inom Siemens digitaliseringsarbete.

Outokumpu går in i metallpulverbranschen för additiv tillverkning
Metallpulver som används för additiv tillverkning revolutionerar branschen och ökar produktionskapaciteten genom innovation och hållbarhet. Outokumpu, världsledaren...
Volymproduktion och print on demand med Desktop Metal
Med starka varumärken som HAAS, Chevalier, Kitamura, Shimada och Universal Robots har Edströms etablerat sig som experter på effektiva maskinlösningar. Nu tar man...
MID-dagarna 2022, höstens stora inspirationsmöte!
Boka in datumen 30 november och 1 december i kalendern redan nu! Årets MID-dagar i Jönköping arrangeras för nionde gången i år. På schemat: två inspirationsdagar med...
GKN Aerospace förvärvar Permanova för att växa inom additiv tillverkning
Permanova Lasersystem AB, en ledare inom avancerad laserteknologi och cellintegration, har köpts av GKN Aerospace, som är en ledande teknologipartner till den globala...
Nu förstärker Edströms 3D- teamet
Johan Nyström är Edströms nya säljare för Desktop Metal. Med erfarenhet från 3D-skrivarbranschen och additiv teknik är Johan redo för nya utmaningar tillsammans med...
EOS P 500 är ”effektiv, energieffektiv och perfekt anpassad till vår tillväxtstrategi”
"För oss är detta en strategisk investering", förklarar Prototals vd Jan Löfving. "Den modulära plattformsdesignen kommer att ge prototalkunder omedelbara operativa och...
Protolabs öppnar nytt europeiskt 3D-printcenter och ökar kapaciteten med upp till 60 procent
Protolabs har nu öppnat sitt toppmoderna 3D-printcenter i Putzbrunn utanför München, Tyskland. I den totalt 6 500 kvadratmeter stora anläggningen finns över 60...
Protolabs först i Europa med att lansera ångutjämning för bättre ytfinish på 3D-printade delar
Protolabs är den första och ledande digitala tillverkaren i Europa och nu även först med att lansera ångutjämning för 3D-printade delar. Efterprocessteknologin är ett...
Europas första 3D-printade båt
En sjöduglig båt, 3D-printad i ett stycke visades upp på InnoDex under Elmia Subcontractor i november. Båten har skrivits ut hos RISE och är resultatet av ett samarbete...
PLM Group breddar erbjudande med avancerad simulering
 PLM Group, Dassault Systèmes SOLIDWORKS största partner i Norden och Baltikum, förvärvar den norska 3DEXPERIENCE-återförsäljaren PLM Technology AS.  PLM...
Forskning som gör svensk industri mer hållbar
Additiv tillverkning ger industrin helt nya möjligheter att optimera sina produkter och tillverka på ett resurssnålt, effektivt och hållbart sätt. Högskolan Västs...
Ny kunskap gör det möjligt att tillverka klimatsmarta flygmotorer
På bara tre år har Högskolan Västs forskarteam byggt upp världsledande kunskap inom additiv tillverkning med pulverbädd för legeringen 718. Att tillverka produkter med...
Stratasys trippel-lanserar nya 3D-skrivare
Stratasys produktsortimentet utökas med tre nya 3D-skrivare för serieproduktion och storskaliga utskrifter. Det här blir den största produktlansering marknaden någonsin...
Ny utbildning i additiv tillverkning ska möta industrins stora behov
KK-stiftelsen beviljar två miljoner kronor till Mittuniversitetet för att starta utbildningsprogram på avancerad nivå inom additiv tillverkning med metalliska material....
3D-maskinstyrning utvecklad efter grävlastarens behov
Först utvecklade Unicontrol världens första 3D-maskinstyrningssystem med inriktning på mindre grävmaskiner. Nu har danska Unicontrol kommit med en ny innovation och...
Stora produktionsvinster med nytt verktygskoncept
3D-printade verktyg i titan skapar helt nya möjligheter. Lagom till omställningen från plast till papper i engångsartiklar släpper AIM Sweden ett helt nytt...
Banbrytande forskning om additiv tillverkning
Flyg- och rymdindustrin, fordonsindustrin, försvarsindustrin och medicinteknisk industri. Det är några branscher som kan ha nytta av Paria Kamiris banbrytande forskning...
Simuleringar ger värdefulla kunskaper om metallers mikrostrukturer
Höga temperaturer och snabba temperaturförändringar ingår naturligt i processen vid additiv tillverkning. Därför är det extremt svårt att se hur mikrostrukturen i en...
”Industrin ser stora möjligheter”
Sandvik är en högteknologisk global industrikoncern med unik kompetens inom materialteknik. Sedan några år tillbaka satsar företaget stort på additiv tillverkning och...
Skapa mer produktivitet med 3D-printade verktyg
Om vikten på PKD-verktyg kan minskas, är regeln att skärdata kan ökas väsentligt. Tillsammans med större frihet av designen, är möjligheten till viktoptimering en av de...

Maskinbetjäning

Robotar

Tillbehör