西门子能源开发HybridTech解决方案，可修复汽轮机叶片

2021-02-07 09:46

2021年2月5日，南极熊获悉，西门子能源公司的增材制造和维修专家开发了HybridTech解决方案，使用激光粉末床熔融（L－PBF）对涡轮叶片进行维修和升级。

据南极熊了解，现有金属零件的修复一般都使用DED等激光熔覆工艺（送粉／送丝），而要想将金属粉体床熔融工艺用于金属零件的修复则要复杂得多。

西门子能源公司却成功突破了这一技术限制，在现有部件上应用激光粉末床熔融（L－PBF）金属打印，制造出具有高分辨率内通道的结构。

据悉，一台SGT5－4000F燃气轮机的单个涡轮叶片，转化为旋转能量的功率相当于10辆保时捷911。由于燃气轮机在运行过程中的高温和高速度，叶片尖端会出现烧损，最终导致形成间隙以及整个涡轮机性能的明显下降。这个过程会导致恶性循环：随着间隙形成的加大，叶片材料的温度会因为热气的溢出而升高，进而导致材料损耗更快，进一步加大叶片尖端和环段之间的间隙。

在高温下运行的叶片损伤各不相同，使用激光粉末床熔融3D打印来修复的挑战性更大。西门子开发了一种新的CAD－CAM链，它可以自动调整要打印的叶片尖端形状，使其与每个叶片完美匹配。通过结合3D扫描技术和西门子能源团队开发的算法，建立了一个可以参数化变形几何形状的数字化修复链。此外，团队还必须为L－PBF工艺开发一种极度抗氧化的叶片材料。