Siemens har nått ett nytt genombrott inom additiv tillverkning. För första gången har gasturbinskovlar blivit utskrivna och testade med framgångsrikt resultat.
Skovlarna, som sitter monterade på rotorn inuti gasturbinen, utsätts för de stora belastningar både gällande värme och centrifugalkrafter, vilket ligger på gränsen till vad som är möjligt att 3d-skriva med dagens teknik. Projektet har drivits av forsknings- och utvecklingsavdelningen hos Siemens i Finspång tillsammans med experter i flera andra länder.
Resultaten har validerats genom upprepade tester av 3d-utskrivna skovlar, både i konventionell utformning och med helt nykonstruerade geometrier som ger förbättrade kylningsegenskaper. Komponenterna har testats i sin normala miljö inuti en gasturbin, vilket innebär en rotation på 13000 varv per minut och temperaturer över 1250 grader celsius. Skovlarna är tillverkade i två olika material och har blivit utskrivna i Finspång samt i Worcester i England. Själva testerna utfördes i en gasturbin i Siemens provanläggning i Lincoln i England. Projektet har drivits av forsknings- och utvecklingsavdelningen på Siemens i Finspång, i samarbete med experter i flera olika länder.
Skovlarna installerades i en gasturbin från Siemens av typen SGT-400 med en kapacitet på 13 megawatt. De utskrivna turbinskovlarna tillverkades av ett pulver bestående av en nickelbaserad superlegering för att klara högt tryck, höga temperaturer och höga centrifugalkrafter. Varje skovel rör sig i 13 000 varv per minut, och kraften på varje skovel är 11 ton. Omgivande luft är 1250 celsius och kylningstemperaturen ligger på över 400 celsius. Den avancerade skovelkonstruktionen som nu har testats i Lincoln erbjuder förbättrade kylningsfunktioner som kan bidra till att öka gasturbinens verkningsgrad.
– Det här är ytterligare ett viktigt genombrott för användningen av additiv tillverkningsteknik inom kraftgenerering, ett område som ställer stora krav på komponenters uthållighet.Testerna är resultatet av ett fokuserat samarbete mellan Siemens projektteam i Finspång, Lincoln, Worcester och Berlin, som på bara 18 månader gick från konstruktionsarbete och materialutveckling till livslängdssimuleringar och avslutande kvalitetskontroller. Med vår gemensamma kunskapsbas inom 3D-printning fortsätter vi att driva utvecklingen och användningen inom detta område, säger Hans Holmström, vd för Siemens Industrial Turbomachinery AB i Finspång.
