Siemens ogłasza przełom w branży energetycznej - wydrukowane łopatki turbin gazowych zdały ekstremalne testy wytrzymałościowe!

Dwa dni temu opisywałem sukces rzeszowskiego producenta niskobudżetowych drukarek 3D – VSHAPER, który nawiązał współpracę z Siemensem w zakresie wykorzystania jądra Parasolid® w tworzeniu autorskiego oprogramowania sterującego dla swoich urządzeń. Dziś kilka słów na temat sukcesu samego Siemensa, który poczynił istotny krok milowy w obszarze wykorzystania technologii przyrostowych w produkcji finalnych elementów urządzeń przemysłowych. Firma ogłosiła w tym tygodniu, że udało się jej z powodzeniem przeprowadzić testy wytrzymałościowe i wydajnościowe łopatek turbin gazowych, wydrukowanych w całości z metalu.

Łopatki miały konwencjonalny kształt i zostały przetestowane w warunkach maksymalnego obciążenia silników, tj. 13.000 obrotów na minutę oraz temperatury pracy na poziomie 1250°C. Dodatkowo Siemens testował nowe projekty łopatek, o całkowicie zmienionej i ulepszonej geometrii chłodzenia wewnętrznego. Z uwagi na ich skomplikowaną geometrię, ich wykonanie było możliwe wyłącznie przy wykorzystaniu technologii przyrostowych.

Łopatki zostały wyprodukowane w należącym do Siemensa, brytyjskim Materials Solutions, natomiast same testy przeprowadzono w fabryce przemysłowych turbin gazowych, w Lincoln, również w Wielkiej Brytanii. Materials Solutions specjalizuje się w produkcji części o wysokiej wytrzymałości temperaturowej, dedykowanych dla maszyn wykorzystywanych w energetyce i zostało przejęte przez Siemensa w sierpniu zeszłego roku.

W ramach testów, łopatki zostały zainstalowane w turbinie gazowej Siemens SGT-400 o mocy 13 megawatów. Wydrukowano je z wysokiej jakości polikrystalicznego stopu niklu, dzięki czemu są zdolne wytrzymać wysokie ciśnienie, wysokie temperatury oraz wysoką siłę obrotową turbiny. Przy pełnym obciążeniu, każda z łopatek porusza się z prędkością ponad 1600 km/h i obciążeniu 11 ton. Pracuje w środowisku gazowym o temperaturze 1250°C i jest chłodzona powietrzem w ponad 400°C.

Testy przeszły pomyślnie zarówno łopatki wykonane wg „klasycznego” projektu, jak i te zoptymalizowane, niemożliwe do wykonania inną metodą niż za pomocą druku 3D. Testowana w fabryce w Lincoln zaawansowana konstrukcja łopatek zapewnia ulepszone właściwości chłodzące, zwiększające ogólną wydajność turbin gazowych Siemensa. Warto także podkreślić, że realizacja całego projektu zajęła (tylko…) 18 miesięcy – począwszy od pierwszych projektów, poprzez opracowanie technologii wytwarzania nowych detali, a skończywszy na ich produkcji oraz opracowania nowych metod ich testowania i symulacji.

Jak podkreśla to Willi Meixner – CEO z Siemens Power and Gas Division, to prawdziwie przełomowe wydarzenie dla całego sektora energetycznego, gdyż potwierdza, że technologia druku 3D ma realną szansę zastąpić produkowanie wybranych, finalnych części do specjalistycznych urządzeń i maszyn, poprawiając ich wydajność i/lub żywotność.