西门子联手弗劳恩霍夫改进金属增材制造工艺

发布者: 发布时间:2021-07-15
本文摘要:随着气候变化对全球的影响日益明显,很多公司都在想方设法各种办法来使自己的生产方式可持续,并减低对环境的负面影响。

随着气候变化对全球的影响日益明显,很多公司都在想方设法各种办法来使自己的生产方式可持续,并减低对环境的负面影响。德国工业巨头西门子就是这样一家公司。该公司目前为止早已投放了数十亿美元在清洁能源技术的研发领域,其中还包括该公司在德国Ludwigsfelde正式成立的清洁能源中心。  据理解,该清洁能源中心是目前西门子燃气涡轮机的一个试验场,这也是该公司绿色技术计划的中心内容之一。

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与煤比起,靠燃气驱动的涡轮机效率更高,而且二氧化碳废气更加较少。西门子公司称之为,他们的375兆瓦H级燃气轮机是世界上最强劲和最有效地的。尽管如此,该公司也在仍然大大地改良该技术,这些研发活动大部分都在清洁能源中心展开。

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在这里,涡轮机部件不会经过严苛的测试,还包括将其曝露在1500摄氏度的温度下等。  西门子清洁能源中心  这些测试的目的是优化自燃过程,从而构建更佳的能源效率。不过这是一个较为较慢的过程,主要是因为这些涡轮部件都是用高温合金仪器铸的,生产一个往往要花上好几个月和很多钱,这似乎容许了该公司对这些部件测试的次数。

因此该公司仍然在找寻一种新的生产方法。  日前,西门子柏林制造厂的专家们与弗劳恩霍夫激光技术研究所(FraunhoferInstituteforLaserTechnologyILT)合力,共同开发了一种用于选择性激光熔融(SLM)3D打印机技术的工艺来生产那些最后必须在涡轮发动机的热气体区域工作的涡轮叶片。为了需要忍受这样的高温,涡轮叶片内部必须加热结构,由于其复杂性,在过去这是必须用于仪器铸来已完成的。

而现在,西门子和弗劳恩霍夫开始尝试用于增材生产。  据报,在诸如航空航天等行业里,SLM技术正在显得更加热门,这是因为该技术很合适生产那些具备简单几何形状、体积大、轻巧的部件。而弗劳恩霍夫激光技术研究所多年来仍然在研发基于激光的增材生产技术,他们需要利用基于粉末床的SLM技术生产出长约250毫米的涡轮机部件,同时还具备较强的表面质量和尺寸精度。

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  分开生产的导流叶片  不过,这中间仍有一些挑战,燃气轮机的结构中还包括加装在涡轮箱里的导流叶片,该叶片主要用作将冷气体合到转子叶片上去。这些导流叶片尺寸相当大,而且还包括两个巨型平台再行再加具有简单加热结构的螺旋桨。整个结构很难生产。

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特别是在是螺旋桨,真是是一场噩梦,就算是SLM也必须额外的内部反对。  用新的模块化工艺做成的导流叶片  生产团队使用的解决办法是改动西门子用于的工艺链,把它分解成更加小的步骤。其中的平台和螺旋桨分别生产,然后再行钎焊在一起,以避免对承托的必须和提高表面质量。最后的部件可以用作热路径台架试验,从而为设计工程师获取较慢对系统,更进一步减缓测试过程。

  这种模块化的新型生产工艺也可以用作很多其它部件。用于SLM生产的零部件可以精彩地与用于传统生产工艺的零部件连接起来,这意味著SLM依然是成本高昂的技术可以用作更为简单零件的铸以及无法处置的部件。  这就警告了我们,尽管3D打印机享有诸多优势,但有的时候跟其它更加传统的技术融合一起反而需要享有更大的能力。


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