美國能源部橡樹嶺國家實驗室 (ORNL) 與西門子技術公司合作，成功利用 3D 打印技術為發電廠製造大型旋轉蒸汽渦輪葉片。
這一成就標誌著電弧增材製造領域的重大飛躍，展示了其生產重量超過 25 磅的關鍵部件的能力。傳統上，這些部件是通過鑄造和鍛造工藝製造的，通常在國際上外包。
有趣的工程報導稱，線弧增材製造利用電弧熔化金屬線，由機械臂精確控制。該工藝構建薄金屬層以形成複雜的形狀，隨後進行加工以滿足最終設計規格。
ORNL 首席研究員 Michael Kirka 強調了這一突破的緊迫性，他強調了在國內採購超過 100 或 200 磅的小批量鑄件和鍛件所面臨的挑戰。
與的合作西門子技術公司，西門子股份公司位於美國的研發中心，旨在應對關鍵物資的國際流動所帶來的挑戰。
基爾卡指出了該項目對難以維持的局勢的反應，特別是考慮到國際衝突對基本物資運輸的影響。
大流行期間擴張
雖然西門子科技最初於 2019 年深入研究用於部件修復的電弧焊研究，但由於新鑄造汽輪機葉片等待時間延長，該項目的範圍在 COVID-19 大流行期間擴大。
為了應對挑戰，尤里克警報報導稱，該項目擴大了範圍，涵蓋了所有替換零件的 3D 打印。
在這次擴展中，西門子技術公司的高級首席關鍵專家阿南德·庫爾卡尼（Anand Kulkarni）強調了在打印過程中掃描零件的能力如何為加工人員提供關鍵信息，從而縮短生產時間。
雖然傳統方法可能會持續兩年以上，ORNL 採用線弧技術的 3D 打印只需 12 小時即可製造出大型汽輪機葉片。通過機械加工，只需兩週即可生產出完全成品的葉片。
Kulkarni 強調了該流程的效率，並指出，在認識到橡樹嶺國家實驗室電弧設置的潛力後，該團隊考慮了在一次構建中製造整個葉片的可能性。
眾所周知的3D打印技術線弧技術在該項目中首次應用於製造如此規模的旋轉部件。 Kirka 承認存在這些挑戰，並強調在不定位特徵的情況下進行打印和整理的難度。
加工後，西門子與電力科學研究院合作進行無損評估和測試。庫爾卡尼強調了按需製造的潛力，表示該案例研究打開了大型部件的大門。
3D 打印關鍵零件的能力不僅減少了停機時間，而且還為傳統製造方法提供了更靈活、更可靠的替代方案。 3D 打印的一個重要優勢是將公司從對特定製造工具的依賴中解放出來。
Kirka 澄清說，3D 打印提供了更可靠的替代方案，因為它可以復制任何設計。由於許多渦輪機部件的歷史可以追溯到幾十年前，因此通過 3D 打印可以有效緩解原始製造工具消失帶來的挑戰。
這一成就代表了能源生產的重大飛躍，展示了 3D 打印在製造業領域的變革潛力。
