BAM 继续开展3D 打印高温合金燃气轮机叶片研究

2024年3月24，南极熊获悉，联邦材料研究与测试研究所 (BAM) 将在沃纳-冯-西门子工业与科学 eV 中心 (WvSC) 将继续开展高效燃气轮机研究项目，为期两年。这些项目由柏林州和欧盟资助，旨在优化燃气轮机叶片的维护、维修和开发过程，并开发可持续的增材制造解决方案。

燃气轮机在能源生产中发挥着至关重要的作用。它们的效率和可持续性非常重要，因为如果产生相同数量的能源需要更少的燃料，那么温室气体排放就会减少。当前的挑战，例如由于腐蚀和恶劣的工作条件而导致的涡轮叶片磨损，需要创新的解决方案。这些项目旨在利用最先进的增材制造工艺和数字解决方案来提高燃气轮机制造的生产率和性能，提高材料的可重复使用性，并挖掘以前未开发的潜力。

人机交互与人工智能

MRO 2.0项目专注于优化燃气轮机叶片的修复流程。该团队正在开发自动化和数字化的翻新流程链，以实现高效燃气轮机的升级。目标是实现涡轮叶片维修过程的自动化和数字化。虽然用于评估涡轮叶片状况以及增材修复工艺的演示器和系统是在项目第一阶段开发的，但项目第二阶段的重点是将研究结果转化为部署。除了技术问题外，还将审查职业心理学的各个方面，例如对新工作流程和流程的接受程度。

在该项目中，BAM 团队主要关注确定残余壁厚和评估近表面损伤的新测试方法。它们可以精确分析用过的涡轮叶片的状况，以便启动适当的修复步骤。增材制造技术用于修复，BAM 开发、评估和鉴定合适的工艺，例如电弧增材制造，其中以有针对性的方式应用附加材料，例如替换操作期间移除的材料。

科学家们还在开发整个过程的数字双胞胎。在人工智能算法的帮助下，他们不断分析有关运行条件和使用中涡轮叶片行为的数据。这使他们能够预测组件的剩余使用寿命，主动规划维护措施，并最大限度地减少停机时间。

十个合作伙伴参与了该项目，包括西门子能源公司、几个弗劳恩霍夫研究所和柏林工业大学。

适用于高温应用的可持续增材制造

HTA 2.0 项目正在为大型燃气轮机的高温部件开发可持续的增材制造工艺和组件。它建立在第一个资助期的成功成果的基础上，其中粉末床激光束熔化技术来加工复杂的高温合金部件，并开发了有效的过程监控技术。这将使将来能够在过程中检测到组件缺陷。

在当前项目中，重点是更快、更高效的流程。增材制造工艺正在可持续产品开发的背景下进行评估，以便为燃气轮机高工作温度领域实现更经济、更环保的组件解决方案。例如，正在研究增材制造部件的各种后处理方法，并尽可能实现自动化，以取代当今仍然需要的手动且耗时的处理步骤。

中心研究重点是提高增材工艺原材料的可重复使用性并减少材料浪费。为此，正在制定和测试回收策略，以回收来自错误施工工艺和支撑结构的废物中的废粉末和固结固体材料。这样，就可以减少高昂的材料成本和环境污染。整体生命周期分析评估经济和生态影响。

该项目包括来自科研机构、大型企业和多家中小企业的 11 家合作伙伴。BAM 正在贡献其在综合材料表征、增材制造工艺、工艺监控和部件检查以及高温下材料行为测定方面的专业知识