德国西门子公司利用3D打印技术制造出燃气涡轮叶片,并于近日首次进行了满负荷运行测试。试验结果显示,3D打印涡轮叶片完全符合燃气轮机工作要求,这是增材制造技术生产大型部件的新突破。

3D打印制造的燃气涡轮叶片将安装在西门子制造的13兆瓦SGT-400型工业燃气轮机上,新的涡轮叶片采用粉末状的耐高温多晶镍高温合金生产,具有耐高温、高压和强离心力性能。

燃气轮机叶片要能承受高温、高压和强离心力,其满负荷工作时速度达到1600千米/小时,比波音737飞机的飞行速度要快一倍。其承载的负重达11吨,相当于一辆满载的伦敦双层巴士。叶片在汽轮机工作时的最高温度达1250摄氏度。

迄今制造燃气轮机叶片都采用铸造或锻造工艺,这两种方法都费时费力,而且价格较贵。增材制造燃气轮机叶片则采用激光束对金属粉末进行逐层加热和融化,一层一层生成金属固体,直至整个叶片模型成形。西门子工程师采用增材制造技术生产一种新的燃气轮机叶片,从设计到生产的整个周期可以从两年缩短至两个月,大大提高了生产效率。

西门子动力和燃气轮机部门首席执行官麦克斯奈表示:“这是能源生产领域引入增材制造技术的一次巨大成功,增材制造是西门子数字化战略的重要支柱。”

这次测试是在英国林肯的西门子工业燃气轮机测试中心进行的。来自德国、英国和瑞典的西门子工程师共同开发了燃气涡轮叶片的材料解决方案、优化制造和安装工艺,经过18月的时间完成了从部件设计、材料选择、质量控制和模拟部件使用寿命的整个生产加工链。(记者顾钢)