近日，德国制造和电子公司西门子已经对其新的3D打印的燃气轮机叶片进行了发动机测试。 具体来说，他们将3D打印部件在13,000转/分钟和超过1250摄氏度的温度下测试。因为西门子刚刚宣布成功测试新的涡轮叶片设计，所以这可能是工业增材制造业的一个重要里程碑。
据了解，3D打印叶片采用创新的内部冷却几何设计，使用先进的CAD软件和使用3D打印技术制造。3D打印叶片由Materials Solutions公司制造，这是一家位于伍斯特的英国3D打印公司，由西门子于2016年8月收购。
当西门子收购Materials Solutions的85％股权时，西门子电力和天然气部门首席执行官Willi Meixner称赞了这家公司“以创纪录的时间将模型转变为高质量部件”的能力。仅仅半年后，西门子已经利用3D打印专家的能力创造出了高品质的涡轮叶片。叶片的测试在位于英国林肯市西门子工业燃气轮机厂的Materials Solutions HQ的东北120英里处进行。
成功的测试需要来自多个国际项目团队的贡献，包括西门子工程师在Finspang、Lincoln和Berlin以及来自Materials Solutions的3D打印专家。在18个月的时间内，团队能够执行整个开发过程，从组件设计和3D打印材料开发到开发新的模拟技术和执行质量控制。
3D打印的涡轮叶片由多晶镍超合金粉末制成，该材料使得叶片能够承受高压，极端温度以及涡轮机的高速运转的旋转力。“这是在发电领域使用3D打印技术的突破性成功，这是该技术最具挑战性的应用之一，”Meixner说，“添加剂制造是我们数字化战略的主要支柱之一”。
一旦完成，3D打印叶片将被安装在容量为13兆瓦（MW）的Siemens SGT-400工业燃气涡轮机中。每个3D打印的涡轮叶片经受超过1600km / h（994mph）的速度，并且需要承载11吨的重量（相当于满载的伦敦公共汽车）。叶片在1250℃由气体包围，并在400℃以上用空气冷却。
虽然3D打印技术使西门子和材料解决方案能够为涡轮叶片创造复杂的内部冷却系统，但也使得他们能在非常短的时间内生产每个叶片。 “这种令人兴奋的技术正在改变我们制造的方式，将原型开发的前置时间减少到90％，”Meixner说，由于这种效率和测试的成功，西门子计划继续使用Materials Solutions的3D打印设施，专业知识，以改进其涡轮机系统。“凭借我们在3D打印的综合技术，我们将继续推动技术开发和在这一领域的应用，”Meixner补充说。
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