西门子能源开发 HybridTech 解决方案修复蒸汽轮机叶片 – 3D打印行业资讯网

2021年2月5日，南极熊获悉，西门子能源增材制造与修复专家开发出了一种HybridTech解决方案，采用激光粉末床熔合（L-PBF）技术修复和升级涡轮叶片。

南极熊介绍，现有金属部件的修复一般采用DED（送粉/送丝）等激光熔覆工艺，但采用金属粉末床熔化工艺进行金属部件的修复要复杂得多。

西门子能源通过将激光粉末床熔合 (L-PBF) 金属打印应用于现有部件以创建具有高分辨率内部通道的结构，成功克服了这一技术限制。

据悉，一台SGT5-4000F燃气轮机的单个涡轮叶片将转动能转换为相当于10辆保时捷911的功率。由于燃气轮机在运行过程中温度高、转速高，叶尖会发生烧损，最终导致间隙形成，整个涡轮的性能大幅下降。这一过程将形成恶性循环：随着间隙的形成，叶片材料的温度会因热气的溢出而升高，从而导致材料更快损耗，进一步加大叶尖与环段之间的间隙。

使用激光粉末床熔合技术对高温下运行的叶片造成的损坏各不相同3D 打印修复叶片的挑战更大。西门子开发了一套新的 CAD-CAM 链，可以自动调整要打印的叶片尖端的形状，使其与每个叶片完美匹配。通过结合西门子能源团队开发的 3D 扫描技术和算法，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，该团队还必须为 L-PBF 工艺开发一种极其抗氧化的叶片材料。

利用激光粉末床熔融3D打印技术修复现有部件仍是一个尚未探索的领域。西门子将其定义为混合L-PBF修复（缩写：混合技术（HybridTech）。

它需要能够无缝地从零件的物理表示移动到虚拟表示，再返回物理表示，以便对损坏的零件进行新的修复。

首批叶片组已制造完成，未来该项技术还将运用到其他部件上，甚至可以借此升级全新的部件设计。

西门子能源是增材制造领域的先驱。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，西门子还通过其子公司材料解决方案（西门子能源业务部门）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。