دستیابی زیمنس به موفقیتی چشمگیر با چاپ سه‌بعدی پره‌های توربین گازی

نویسنده:

۱۱:۵۲:۳۱

زیمنس با به پایان رساندن آزمایش اولین موتور بارگذاری کامل خود برای پره‌های توربین گازی، به موفقیت مهمی دست یافت. این پره‌ها به طور کامل توسط فناوری چاپ سه‌بعدی (Additive Manufacturing) ساخته شده‌اند. این شرکت با موفقیت توانست چندین پره توربین چاپی سه‌بعدی با طراحی پره معمولی را با شرایط موتور کامل معتبر سازد. بدین معنی که قطعات در گردش ۱۳,۰۰۰ دور در دقیقه و دمای فراتر از ۱,۲۵۰ درجه سانتیگراد آزمایش شده‌اند. همچنین، زیمنس یک طرح پره جدید را با ساختار خنک‌کننده داخلی ارتقایافته و اصلاح شده، که توسط فناوری چاپ سه‌بعدی تولید شده بود، مورد آزمایش قرار داد. گروه فعال در این پروژه، از پره‌هایی استفاده کردند که در مرکز چاپ سه‌بعدی در Materials Solutions (شرکت تازه تاسیس در ورکستر بریتانیا) تولید شده‌اند. این شرکت متخصص در قطعات با کارایی بالا برای استعمال در دمای بالا در توربوماشین‌ها‌یی است که در آنها دقت، پرداخت سطح، و کیفیت مواد برای تضمین عملکرد موثر اجزایی که در پروژه به کار گرفته می‌شوند، ضروری است. آزمایش‌ها در مرکز آزمون زیمنس در کارخانه توربین گازی صنعتی در لینکلن بریتانیا انجام شده است.

ویلی میکسنر، رئیس بخش برق و گاز زیمنس گفت: «استفاده از چاپ سه‌بعدی در زمینه تولید برق که یکی از چالش برانگیزترین موارد استفاده برای این تکنولوژی است، موفقیت چشمگیری به شمار می‌رود.» او اضافه کرد: «تولید افزودنی یکی از ارکان اصلی ما در استراتژی هوشمندسازی محسوب می‌شود. آزمایش‌های موفق نتیجه یک گروه اختصاصی بین‌المللی است که با مشارکت مهندسین زیمنس در فینسپنگ، لینکلن و برلین به همراه متخصین و کارشناسان Materials Solutions شکل گرفت. کل زنجیره از طراحی اجزاء و توسعه مواد تولید افزودنی گرفته تا ابداع روش‌های جدید برای شبیه‌سازی بالابردن و کنترل کیفیت، تنها طی ۱۸ ماه به انجام رسید. ما با داشتن معلومات ویژه ترکیبی در چاپ سه‌بعدی، به پیشبرد سیر تکاملی تکنولوژی و استعمال آن ادامه خواهیم داد.»

این پره‌ها در توربین گازی صنعتی SGT-400 با ظرفیت ۱۳ مگا‌وات نصب شدند. پره‌های توربین چاپ‌شده سه‌بعدی از گرد نیکل سوپرآلیاژ چند بلوری با عملکرد بالا تشکیل شده‌اند که امکان تحمل فشار، دمای بالا و نیروهای چرخشی ایجاد شده توسط سرعت عمل بالای توربین را دارند. در یک بارگذاری کامل، هرکدام از پره‌های توربین با سرعت بیش از هزار مایل در ساعت حرکت و ۱۱ تن بار حمل می‌کنند که معادل یک اتوبوس‌ مملو از مسافر لندن است. این پره‌ها توسط گاز با دمای ۱۲۵۰ درجه سانتیگراد احاطه شده و به وسیله هوا در دمای بالای ۴۰۰ درجه خنک شده‌اند. تیغه پیشرفته طراحی‌شده، که در لینکلن آزمایش شده، امکانات خنک‌کننده را در سطح بالا ارائه می‌دهد و می‌تواند بازدهی کلی توربین‌های گازی زیمنس را افزایش دهد.

ساخت افزودنی (Additive Manufacturing)، فرآیندی است که قطعات را لایه‌لایه از مدل بریده شده CAD می‌سازد تا اشیاء جامد را تشکیل دهد. این عمل همچنین با عنوان چاپ سه‌بعدی شناخته شده است که از فواید آن نمونه‌سازی سریع است. میکسنر در این مورد گفت: «این فناوری مهیج با کاهش ۹۰ درصدی زمان ساخت نمونه اولیه، در حال تغییر روش تولید ما است.»  وی همچنین عنوان کرد: «زیمنس یک پیشگام در زمینه چاپ سه‌بعدی است. ما می‌توانیم توسعه طرح‌های جدید توربین‌ گازی را با کارآیی و قابلیت استفاده بیشتر، شتاب دهیم و این پیشرفت‌ها را سریع‌تر برای مشتریان خود، مهیا کنیم. این انعطاف جدید در تولید همچنین به زیمنس اجازه می‌دهد تا به نیازهای مشتریان نزدیک‌تر شود و همچنین قطعات یدکی مورد نیاز را تهیه کند»

زیمنس دانش گسترده‌ای در بخش‌های اساسی مانند علوم مواد، اتوماسیون، تولید و فرآیند چگونگی انجام کار دارد و بنابراین در جایگاه بسیار خوبی است تا آینده را در صنعت چاپ سه‌بعدی شکل دهد. آزمایش موفق طرح پره پیشرفته، قدم بعدی برای استفاده از تمام ظرفیت چاپ سه‌بعدی است. زیمنس در حال کار بر روی توربین‌های گازی منحصر‌به‌فردی است که تنها با چاپ سه‌بعدی ممکن هستند و تولید سریالی خود را برای تجهیزات توربین چاپ‌شده، ادامه می‌دهد. با تجربه بیش از صد ساله در بازار انرژی، زیمنس امکانات طراحی جدید را برای مشتریان خود، به راه‌حل‌های مشخص تبدیل می‌کند.

زیمنس به طور گسترده از فناوری چاپ سه‌بعدی برای نمونه‌سازی سریع استفاده می‌کند و از قبل راه‌حل‌های تولید سریالی را برای اجزای کمپرسور توربین گازی و سیستم احتراق، معرفی کرده است. این شرکت در فوریه ۲۰۱۶ یک تجهیزات تولید جدید برای اجزای چاپ‌شده به صورت سه‌بعدی، در فینسپانگ سوئد راه‌اندازی کرد. اولین اجزاء چاپ‌شده به صورت سه‌بعدی برای توربین گازی مخصوص کارهای سنگین، از جولای ۲۰۱۶ در حال کار است.

برگرفته از
siemens
لینک کوتاه

دیدگاه