Siemens har nådd et nytt gjennombrudd innen additiv tilvirkning. For første gang har gassturbinskovler blitt skrevet ut og testet med fremgangsrikt resultat.
Skovlene, som sitter montert på rotoren inni gassturbinen, utsettes for store belastninger både når det gjelder varme og sentrifugalkraft, hvilket ligger på grensen til det som er mulig å 3d-skrive med dagens teknologi. Prosjektet er drevet av forsknings- og utviklingsavdelingen hos Siemens i Finspång, Sverige, sammen med eksperter i flere andre land.
Resultatene har blitt validert gjennom repeterte tester av 3d-utskrevne skovler, både i konvensjonell utforming og med helt nykonstruerte geometrier som gir forbedrede kjøleegenskaper. Komponentene har blitt testet i sitt normale miljø inni en gassturbin, noe som innebærer en rotasjon på 13000 runder per minutt og temperaturer over 1250 grader celsius. Skovlene er lagd i to forskjellige materialer og har blitt skrevet ut i Finspång samt i Worcester i England. Selve testene ble utført i en gassturbin i Siemens prøveanlegg i Lincoln i England.
Skovlene ble installert i en gassturbin fra Siemens av typen SGT-400 med en kapasitet på 13 megawatt. De utskrevne turbinskovlene er lagd av et pulver bestående av en nikkelbasert superlegering for å motstå høyt trykk, høye temperaturer og sterke sentrifugalkrafter. Hver skovl beveger seg i 13 000 omdreininger per minutt, og kraften på hver skovl er 11 tonn. Omgivende luft er 1250 celsius og kjølningstemperaturen ligger på over 400 celsius. Den avanserte skovlkonstruksjonen som nå har blitt testet i Lincoln tilbyr forbedrede kjølingsegenskaper som kan bidra til å øke gassturbinens virkningsgrad.
– Dette er ytterligere et viktig gjennombrudd for anvendelse av additiv tilvirkningsteknologi innen kraftgenerering, et område som stiller store krav til komponenters utholdenhet. Testene er resultatet av et fokusert samarbeid mellom Siemens prosjektteam i Finspång, Lincoln, Worcester og Berlin, som på bare 18 måneder gikk fra konstruksjonsarbeid og materialutvikling til livslengdesimuleringer og avsluttende kvalitetskontroller. Med vår felles kunnskapsbase innen 3D-printing fortsetter vi å drive utviklingen og anvendelsen innen dette området, sier Hans Holmström, administrerende direktør for Siemens Industrial Turbomachinery AB i Finspång, Sverige.
