發(fā)布時(shí)間:2017-03-03作者:西門子
?增材制造技術(shù)是數(shù)字化制造的重要支柱
西門子成功完成對(duì)完全采用增材制造(AM)技術(shù)生產(chǎn)的燃?xì)廨啓C(jī)葉片的首次滿負(fù)荷核心機(jī)試驗(yàn),實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的重大突破。西門子在發(fā)動(dòng)機(jī)滿負(fù)荷狀態(tài)下成功驗(yàn)證了多個(gè)采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的增材制造渦輪機(jī)葉片。這意味著該葉片的測(cè)試轉(zhuǎn)速達(dá)到每分鐘13,000轉(zhuǎn),測(cè)試溫度超過攝氏1,250度。此外,西門子還測(cè)試了利用增材制造技術(shù)制造的經(jīng)全面改良內(nèi)部冷卻結(jié)構(gòu)的新葉片。項(xiàng)目組使用的葉片是由Materials Solutions的3D打印設(shè)施制造的。西門子新收購(gòu)的Materials Solutions公司位于英國(guó)伍斯特地區(qū),專門生產(chǎn)透平機(jī)械高溫應(yīng)用的高性能部件。對(duì)透平機(jī)械設(shè)備來說,精度、表面光潔度和材料質(zhì)量對(duì)確保部件的運(yùn)行性能至關(guān)重要。上述試驗(yàn)在位于英國(guó)林肯的西門子工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)廠的測(cè)試裝置上進(jìn)行。
“這是增材制造在發(fā)電領(lǐng)域應(yīng)用的重大突破,對(duì)增材制造技術(shù)來說也是最具挑戰(zhàn)性的應(yīng)用之一,”西門子發(fā)電與天然氣集團(tuán)首席執(zhí)行官Willi Meixner表示。“增材制造技術(shù)是我們數(shù)字化戰(zhàn)略的重要支柱之一。試驗(yàn)的成功離不開我們國(guó)際項(xiàng)目組兢兢業(yè)業(yè)的努力,項(xiàng)目組成員包括來自芬斯蓬、林肯和柏林的西門子工程師以及來自Materials Solutions的專家。他們?cè)诙潭?8個(gè)月時(shí)間內(nèi)完成了從部件設(shè)計(jì)、增材制造材料開發(fā)以及模擬和質(zhì)量控制新方法等一系列工作。結(jié)合我們?cè)?D打印領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí),我們將繼續(xù)推動(dòng)該領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用?!?/span>
這些葉片安裝在13兆瓦(MW)的西門子SGT-400工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)上。該增材制造輪機(jī)葉片利用多晶鎳超合金粉末制造,能夠耐受高壓、高溫和燃?xì)廨啓C(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力。在滿負(fù)荷核心機(jī)試驗(yàn)中,這些燃?xì)廨啓C(jī)葉片運(yùn)行速度超過1,600公里/小時(shí),受力高達(dá)11噸(相當(dāng)于倫敦一輛滿載公交車的重量)。這些葉片被攝氏1,250度的氣體包圍,然后利用超過攝氏400度的空氣冷卻。在林肯工廠測(cè)試的先進(jìn)葉片設(shè)計(jì)改進(jìn)了冷卻性能,可以提高西門子燃?xì)廨啓C(jī)的總體效率。
增材制造是在分層CAD模型中逐層構(gòu)建部件以形成3D物質(zhì)的過程。增材制造也稱為“3D打印”,在快速建模方面尤其具有優(yōu)勢(shì)。Meixner表示:“這項(xiàng)激動(dòng)人心的技術(shù)正在改變我們的制造方式,將原型研發(fā)周期時(shí)間縮短90%。西門子是增材制造領(lǐng)域的引領(lǐng)者。我們可以通過提高效率和可用性加速新型燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì),而且可以讓這些技術(shù)進(jìn)步更快地惠及客戶。這種制造的靈活性也使西門子的研發(fā)更符合客戶需求,并按需提供備件?!?/span>
西門子在材料科學(xué)、自動(dòng)化、制造等關(guān)鍵領(lǐng)域擁有廣博的知識(shí)和工藝專長(zhǎng),因此西門子在塑造3D打印行業(yè)的未來方面擁有巨大優(yōu)勢(shì)。下一步將是成功完成高級(jí)葉片設(shè)計(jì)測(cè)試,以充分挖掘增材制造的潛力。西門子正在研發(fā)僅能借助增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)的獨(dú)特燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì),擴(kuò)大增材制造輪機(jī)設(shè)備的批量生產(chǎn)。立足西門子在能源市場(chǎng)逾百年的經(jīng)驗(yàn),西門子有能力將新設(shè)計(jì)可能性轉(zhuǎn)化為面向客戶的具體解決方案。
西門子廣泛利用增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速原型制作,并且已經(jīng)推出面向燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)和燃燒系統(tǒng)部件的批量生產(chǎn)解決方案。2016年2月,西門子在瑞典芬斯蓬建設(shè)了一家新的3D打印部件生產(chǎn)工廠,西門子重型燃?xì)廨啓C(jī)的首款3D打印部件,已于2016年7月商業(yè)運(yùn)行。
西門子股份公司是全球領(lǐng)先的技術(shù)企業(yè),創(chuàng)立于1847年,業(yè)務(wù)遍及全球200多個(gè)國(guó)家,專注于電氣化、自動(dòng)化和數(shù)字化領(lǐng)域。作為世界最大的高效能源和資源節(jié)約型技術(shù)供應(yīng)商之一,西門子在高效發(fā)電和輸電解決方案、基礎(chǔ)設(shè)施解決方案、工業(yè)自動(dòng)化、驅(qū)動(dòng)和軟件解決方案,以及醫(yī)療成像設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室診斷等領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位。西門子自1872年進(jìn)入中國(guó),140余年來以創(chuàng)新的技術(shù)、卓越的解決方案和產(chǎn)品堅(jiān)持不懈地對(duì)中國(guó)的發(fā)展提供全面支持,并以出眾的品質(zhì)和令人信賴的可靠性、領(lǐng)先的技術(shù)成就、不懈的創(chuàng)新追求,在業(yè)界獨(dú)樹一幟。2016財(cái)年(2015年10月1日至2016年9月30日),西門子在中國(guó)的總營(yíng)收達(dá)到64.4億歐元,擁有約31000名員工。西門子已經(jīng)發(fā)展成為中國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)不可分割的一部分,并竭誠(chéng)與中國(guó)攜手合作,共同致力于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
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