西门子能源公司使用激光粉末床熔融工艺修复汽轮机叶片

2021年2月5日，南极熊获悉，西门子能源公司的增材制造和维修专家开发了HybridTech解决方案，使用激光粉末床熔融(L-PBF)对涡轮叶片进行维修和升级。

据南极熊了解，现有金属零件的修复一般都使用DED等激光熔覆工艺（送粉/送丝），而要想将金属粉体床熔融工艺用于金属零件的修复则要复杂得多。

西门子能源公司却成功突破了这一技术限制，在现有部件上应用激光粉末床熔融（L-PBF）金属打印，制造出具有高分辨率内通道的结构。

据悉，一台SGT5-4000F燃气轮机的单个涡轮叶片，转化为旋转能量的功率相当于10辆保时捷911。由于燃气轮机在运行过程中的高温和高速度，叶片尖端会出现烧损，最终导致形成间隙以及整个涡轮机性能的明显下降。这个过程会导致恶性循环：随着间隙形成的加大，叶片材料的温度会因为热气的溢出而升高，进而导致材料损耗更快，进一步加大叶片尖端和环段之间的间隙。

在高温下运行的叶片损伤各不相同，使用激光粉末床熔融3D打印来修复的挑战性更大。西门子开发了一种新的CAD-CAM链，它可以自动调整要打印的叶片尖端形状，使其与每个叶片完美匹配。通过结合3D扫描技术和西门子能源团队开发的算法，建立了一个可以参数化变形几何形状的数字化修复链。此外，团队还必须为L-PBF工艺开发一种极度抗氧化的叶片材料。

将激光粉末床熔融3D打印工艺用于现有部件的修复，仍然是一个未被开发的领域，西门子将其定义为Hybrid L-PBF Repair（简称：HybridTech）。

它要求能够将零件的物理表征无缝地转为虚拟表征，再转为物理表征，以便对正在恶化的零件进行新的修复。

第一批叶片组已经制造完成，这项技术未来将应用于其他部件，甚至全新的部件设计也可以用它进行升级。

西门子能源公司是快速成型制造的先驱，将3D打印技术用于快速成型、维修和制造，并按需提供备件。此外，西门子还通过子公司Materials Solutions - A Siemens Energy Business，为航空航天、汽车和其他高性能行业的客户提供高端生产部件，以及培训和工程服务。


编译自：3dprintingmedia