Siemens đã hoàn tất thử nghiệm (full-load) cho cánh quạt tua bin khí đầu tiên được chế tạo hoàn toàn bằng quy trình in 3D.
Siemens đã tạo ra một bước đột phá quan trọng trong việc chế tạo các cánh quạt tuabin khí bằng công nghệ in 3D, mở đường cho các nhà sản xuất điện và các thiết bị nặng khác sử dụng công nghệ in 3D (AM) không những để chế tạo các mô hình hoặc nguyên mẫu mà còn chế tạo những chi tiết thực tế trong sản phẩm của họ.
Theo Siemens, tại trụ sở Munich ở Đức đã thử nghiệm full-load về cánh quạt tua bin khí lần đầu tiên được thực hiện hoàn toàn bằng một quy trình in 3D (AM).
Ông Willi Meixner, Giám đốc điều hành của Phòng Năng lượng Siemens, cho biết thử nghiệm đã được tiến hành thành công tại Trung tâm thử nghiệm tuabin ở London nước Anh trong khoảng vài tháng, là một bước tiến lớn trong việc sử dụng công nghệ AM để chế tạo các thiết bị phát điện, “Một trong những lĩnh vực đòi hỏi khắt khe nhất đối với tính ứng dụng công nghệ này.”
Ông nói thêm: “AM là một trong những mục tiêu chính trong chiến lược số hoá của chúng tôi”, nhóm dự án bao gồm các kỹ sư của Siemens từ Finspong, Lincoln và Berlin, cũng như các kỹ sư của Material Solutions, một doanh nghiệp của Siemens chuyên về AM.
Tua bin khí là động cơ đốt trong tạo ra dòng điện ở trung tâm khối động cơ. Chúng chuyển đổi khí đốt tự nhiên hoặc các nhiên liệu lỏng sang năng lượng cơ học, dẫn động máy phát điện sinh ra năng lượng điện.
Siemens đã thành công trong việc thử nghiệm một cánh quạt tuabin khí lần đầu tiên được chế tạo hoàn toàn bằng cách sử dụng công nghệ in 3D (AM). Các cánh turbin phải chịu được 13.000 vòng quay / phút và nhiệt độ lên đến 1.250 độ C trong các bài kiểm tra, do một nhóm kỹ sư quốc tế của Siemens tiến hành trong vài tháng. (Nguồn: Siemens)
Nhóm kỹ sư đã lắp đặt các cánh tuabin có tính chịu nhiệt cao được chế tạo từ công nghệ in 3D (AM) với thành phần là bột đa tinh thể siêu mịn của hợp kim niken trong một loại tuabin khí công nghiệp mã SGT-400 có công suất 13 Mega Wat. Sau đó họ đưa chúng hoạt động trong những điều kiện bình thường mà chúng phải đối mặt trong môi trường làm việc, ví dụ như xảy ra áp suất cao, nhiệt độ cực cao, và lực ly tâm.
Với toàn bộ sức mạnh, cánh quạt xoay với vận tốc 1.600 km / h đồng thời kéo tải đến 11 tấn. Chúng cũng phải chịu được nhiệt độ cao vì bị bao phủ bởi luồng khí có nhiệt độ lên đến 1.250 độ C khi tuabin chạy đầy tải (full-load).
Trong quá khứ, trước đây quá trình sản xuất cánh quạt tuabin có thể chịu được các điều kiện này được sản xuất thông qua quá trình đúc hoặc rèn, đòi hỏi tốn nhiều thời gian và chi phí. Tuy nhiên, nếu những cánh quạt tuabin này có thể được sản xuất bằng cách sử dụng AM, quá trình sản xuất chúng sẽ đơn giản hơn và ít tốn kém hơn rất nhiều.
Trong quá trình AM, chùm tia laze chiếu vào các lớp bột kim loại để nung nóng đến khi tan chảy rồi sau đó được làm nguội. Quá trình này được lặp đi lặp lại từng lớp một cho đến khi một nguyên mẫu cánh quạt tuabin được in 3D hoàn tất. Ứng dụng quá trình này, nhóm kỹ sư của Siemens đã sản xuất ra một cánh quạt tuabin khí từ thiết kế của nó chỉ trong trong hai tháng so với hai năm, khoảng thời gian để sản xuất một cánh quạt tuabin thông thường, Meixner nói.
Ông nói: “Áp dụng công nghệ này, chúng tôi có thể phát triển các nguyên mẫu nhanh hơn 90%. “Chúng tôi đang đẩy mạnh việc phát triển tuabin khí mới với mức độ hiệu quả cao hơn và tăng tính sẵn sàng và do đó có thể cung cấp những cải tiến này cho khách hàng nhanh hơn. Tính linh hoạt mới trong sản xuất cho phép chúng tôi điều chỉnh chính xác hơn sự phát triển theo yêu cầu của khách hàng và cung cấp các bộ phận, phụ tùng riêng theo yêu cầu”.
3DSS theo designnews.com