Scope Online - Industriemagazin für Produktion und Technik
Sie befinden sich hier:
Home> Engineering> Konstruktion + Entwicklung>

Turbinenschaufel aus dem 3D-Drucker erfolgereich getestet

Additive ManufacturingSiemens' Gasturbinenschaufel aus dem 3D-Drucker besteht Härtetest

Erstmals wurden vollständig mit Additive Manufacturing (AM) gefertigte Gasturbinenschaufeln unter Volllast in einer Gasturbine erfolgreich getestet. Siemens konnte damit einen Durchbruch im Bereich 3D-Druck von Gasturbinenschaufeln erzielen.

Gedruckte Gasturbinenschaufel

Das Unternehmen überprüfte dabei mehrere mit AM hergestellte Turbinenschaufeln mit konventionellem Schaufeldesign. Die Bauteile wurden dabei 13.000 Umdrehungen in der Minute und Temperaturen von über 1.250 Grad Celsius ausgesetzt. Zusätzlich testete Siemens ein mit AM-Technologie gefertigtes neues Schaufeldesign mit einer komplett überarbeiteten und verbesserten internen Kühlungsgeometrie. Die verwendeten Schaufeln wurden bei Materials Solutions, dem erst kürzlich erworbenen Unternehmen in Worcester, Großbritannien, gefertigt. Materials Solutions ist spezialisiert auf die Fertigung von hochleistungsfähigen Bauteilen für Hochtemperaturanwendungen bei Turbomaschinen bei denen Genauigkeit, Oberflächenbeschaffenheit und höchste Materialqualität für die Leistungsfähigkeit der Komponenten entscheidend ist. Die Untersuchungen wurden im Siemens-Testcenter für industrielle Gasturbinen in Lincoln, Großbritannien, durchgeführt.

Anzeige

AM im Bereich Stromerzeugung

Gasturbinenschaufel  Additive Manufacturing
Weitere Beiträge zuAdditive Manufacturing3D-Druck

„Dies ist ein bahnbrechender Erfolg für den Einsatz von Additive Manufacturing im Bereich der Stromerzeugung, einem der anspruchsvollsten Anwendungsfelder für diese Technologie“, sagte Willi Meixner, CEO der Siemens Power and Gas Division. „Additive Manufacturing ist eine wichtige Säule in unserer Digitalisierungsstrategie. Die erfolgreichen Tests sind das Ergebnis eines engagierten internationalen Projektteams, bestehend aus Siemens-Ingenieuren aus Finspang, Lincoln, und Berlin sowie den Experten von Materials Solutions. Zusammen entwickelten sie in nur 18 Monaten die komplette Prozesskette vom Komponentendesign und der Materialentwicklung für AM bis hin zu neuen Methoden der Qualitätskontrolle sowie der Simulation der Lebensdauer von Komponenten. Mit unserem gemeinsamen Know-how im 3D-Druck werden wir weiterhin die technologische Entwicklung und Anwendung in diesem Feld vorantreiben“, so Meixner.

Schaufeldesign bietet verbesserte Kühleigenschaften

Siemens testet Gasturbine aus dem 3D-Drucker

Die Turbinenschaufeln wurden in einer industriellen Gasturbine des Typs SGT-400 mit einer Leistung von 13 Megawatt (MW) installiert. Die gedruckten Turbinenschaufeln werden aus einer pulverförmigen, hochtemperaturbeständigen Superlegierung mit polykristallinem Nickel hergestellt. Die Schaufeln widerstehen so dem hohen Druck sowie den enormen Temperaturen und Fliehkräften, die beim Turbinenbetrieb entstehen. Bei Volllast dreht sich jede der Schaufeln mit einer Geschwindigkeit von über 1.600 km/h und trägt dabei die Last von 11 Tonnen, was dem Gewicht eines vollbeladenen Londoner Doppeldeckerbusses entspricht. Außerdem sind die Schaufeln von 1.250 Grad Celsius heißem Gas umgeben und werden mit über 400 Grad Celsius heißer Luft „gekühlt“. Das in Lincoln getestete neue Schaufeldesign bietet verbesserte Kühleigenschaften. Damit kann die Effizienz der Siemens-Gasturbinen weiter gesteigert werden.

Prototypen bis zu 90 Prozent schneller entwickeln

Beim Additive Manufacturing werden Teile Lage für Lage aus einem schichtförmig aufgebauten CAD-Modell erstellt. Die AM-Technologie, die auch als 3D-Druck bekannt ist, bietet vor allem Vorteile bei der schnellen Fertigung von Prototypen, dem Rapid Prototyping. „Die spannende AM-Technologie verändert die Art und Weise wie wir produzieren. Wir können damit Prototypen bis zu 90 Prozent schneller entwickeln“, sagte Meixner. „Siemens ist Vorreiter im Bereich Additive Manufacturing. Wir beschleunigen die Entwicklung neuer Gasturbinen mit höherem Wirkungsgrad und gesteigerter Verfügbarkeit und können unseren Kunden diese Verbesserungen damit schneller liefern. Die neue Flexibilität in der Fertigung erlaubt es uns, näher an den Anforderungen der Kunden zu entwickeln und wir können einzelne Ersatzteile bei Bedarf (on demand) liefern.“

Additive Manufacturing

Siemens verwendet die AM-Technologie in erheblichem Umfang zur schnellen Erstellung von Prototypen und hat bereits serienreife Lösungen für Komponenten im Verdichter- und Verbrennungssystem von Gasturbinen eingeführt. Im Februar letzten Jahres eröffnete Siemens eine neue Fertigung für 3D-Druck-Komponenten in Finspang, Schweden. Seit Juli 2016 ist die erste mit 3D-Druck hergestellte Komponente für eine große Siemens-Gasturbine erfolgreich im kommerziellen Betrieb. kf

Anzeige

Weitere Beiträge zum Thema

Additiv gefertigte Hüftgelenkpfanne

Additive Manufacturing3D-Druck revolutioniert die Ersatzteilversorgung

Bislang werden Ersatzteile langlebiger Industriegüter oft im Voraus auf Lager produziert. Mittels additiver Methoden sollen sich benötigte Komponenten schnell und flexibel in beliebiger Geometrie einfach ausdrucken lassen, so die Zukunftsvision, die Experten u.a. auf der Metav-Fachkonferenz „Inside 3D Printing" diskutieren werden.

…mehr
Formnext

Additive ManufacturingFormnext meldet ausgebucht

Mit einem starken Wachstum von rund 30 Prozent bei den Ausstellern und 40 Prozent bei der Fläche vermeldet die Fachmesse Formnext (vom 15. bis 18. November 2016 in Frankfurt am Main) bereits mehr als zwei Monate vor dem Start "ausgebucht".

…mehr
Additive Fertigung

VDW-StudieRevolution in der Metallbearbeitung durch Additive Manufacturing bleibt vorerst aus

Eine VDW-Studie zu Chancen und Risiken von AM hat ergeben, dass die Revolution in der Metallbearbeitung durch Additive Manufacturing vorerst ausbleibt. Weniger als ein Prozent der bestehenden Technologien werde durch additive Verfahren ersetzt, heißt es. Das gelte zumindest für die kommenden fünf bis sieben Jahre.

…mehr
Reifensegment

Additive Manufacturing in der ReifenfertigungSLM Solutions Group auf der Tire Technology Expo 2016

Die SLM Solutions Group präsentiert auf der Tire Technology Expo 2016 (16. bis 18. Februar in Hannover) die Selective Laser Melting (SLM®)-Technologie für die Produktion von neuen Formsegmenten für Reifenlaufflächen.

…mehr
Euromold in der Messe Düsseldorf

Euromold 20153D-Druck-Konferenz zeigt, was die Branche bewegt

Die Euromold sieht sich als wichtigste Messe zum Thema 3D-Druck / additive Fertigungstechnologien weltweit. Damit das auch in Düsseldorf so bleibt, haben die Veranstalter zusammen mit ihren strategischen Partnern eine Dreitages-Konferenz zum Thema 3D-Druck zusammengestellt. Sämtliche Keynotes sind für Messebesucher kostenfrei zugänglich.

…mehr
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Neue Stellenanzeigen

Direkt zu:


ExtraSCOPE


TrendSCOPE


Robotik in der industriellen Fertigung