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.

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...

Nystartad servicebyrå för 3D-utskrifter

 AM Printservice är en servicebyrå med lång erfarenhet inom additiv tillverkning. Konceptet bygger på en online-plattform för att öka tillgängligheten lokalt på...

Världsledande forskning inom additiv tillverkning

På bara tre år har Högskolan Västs forskarteam byggt upp världsledande kunskap inom additiv tillverkning med pulverbädd för legeringen 718. – Det är en strategisk...

Lanserar nya produkter och material till industrin

MakerBot utökar den snabbt växande Method-serien med ytterligare 3D-skrivare och tillgängliga material anpassade för industrin. MakerBot tar ett nytt kliv och...

Stor forskningssatsning på metallbaserad additiv tillverkning

Årets anslag på 80 miljoner kronor från KK-stiftelsen används till tolv nya forskningsprojekt som bidrar till att höja svensk industris konkurrenskraft. Det största...

Tar additiv tillverkning till nya nivåer

Ny forskning gör att additiv tillverkning kan användas för fler material och nya applikationer. Högskolan Väst spetsforskar tillsammans med bland andra Alfa Laval och...

Högskolan Väst tillverkar plastvisir till vården

David Simonsson är student och arbetar också deltid som forskningsingenjör inom Högskolan Västs produktionstekniska forskningsmiljö. Bland annat handlar den forskningen...

Oplanerade stopp inom industrin i fokus på mässan

Oplanerade driftstopp innebär stora förluster för svenska industriföretag. Idag finns det modern teknik för att snabbt hantera stoppen, men än så länge är det få...

Ny utbildning i additiv tillverkning

Mittuniversitetet startar en ny utbildning med fokus på additiv tillverkning för att möta branschens ökade behov av ingenjörer med specialistkompetens. − Additiv...

Uppfyller högsta produktivitet och kvalitet standard.

TRUMPF presenterade en ny 3D printer på den ledande internationella mässan för additiv tillverkning -  Formnext i Frankfurt 19 – 22 november. Den heter TruPrint...

3D-printning av metall öppnar helt nya möjligheter för industrin

Vid den internationella konferensen MAMC19 i Örebro den 25-27 november kommer nya forskningsresultat och exempel från industrin att presenteras. Det handlar till...

Maskinbetjäning

Robotar

Tillbehör