3D打印,让涡轮机设计与生产效率倍增

2020-11-06 18:00:28 anet 3

  如今3D打印已被广泛应用于各种机械部件的制作。正如本文要讲述的,最新的3D打印技术,例如SLM和LMD,正为越来越多的涡轮机制造商们所采用。通过先进的激光熔融金属粉末堆叠技术,涡轮机金属部件的设计与生产正呈现倍速提升的态势。

涡轮机构造

什么是涡轮机?

  涡轮机械是指通过转子和液体进行能量转化的机械。如上图所示,它通常包含压缩机和涡轮机两部分。

  涡轮机用途非常广泛且随处可见。在火箭或喷气式飞机上,在发电厂或是风车上,我们都能看到涡轮机的身影。涡轮机通过流体冲击叶轮,可以产生强劲的动力。

什么是涡轮机?涡轮机3D模型

为什么涡轮机制造商要采用3D打印技术?

  通常,涡轮机设计都需要遵循严格有序的步骤,按部就班。从最初的设计开始,到模具制作、样品铸造及测试、到最终的设计定型, 往往需要几年的时间来验证产品,漫长的生产周期让制造商备受煎熬。

  因而,很多涡轮机械制造商都在想方设法采用新兴的技术来提升涡轮机设计与生产的效率。并且证明了3D打印确实为开发涡轮机械带来了很多优势。例如,采用最新的金属部件3D打印技术,就被证明是行之有效的方式。

3D打印技术应用在涡轮机开发上有哪些优势?

  1. 3D打印增速涡轮机设计

      正如我们前面所提到的那样,涡轮机的设计过程冗繁复杂,往往需要经历几年的时间并消耗大量的人力物力。而在引入3D 打印技术后,工程师们就可以跳过模具制作与样品铸造的冗长步骤,直接通过3D打印机将最新研发的涡轮机制作成样品,进行测试并确认最终的设计方案。这个过程,往往只需数月就能完成,大大提升了涡轮机的设计速度。

  2. 3D打印提升生产效率

      借助最新的3D打印技术,制造商可以提高涡轮机械部件的生产效率。例如,目前就有一些公司正在利用激光金属沉积技术(简称LMD)来制作涡轮机中几何体部件。 一台LMD 3D打印机可将金属粉末会自动送入到喷嘴中,并通过激光熔化金属粉末并在打印床上沉积制作需要的金属部件。使用LMD打印机制作一个封闭式叶轮往往只需几十个小时。据报道,德国技术巨头西门子可以在一台LMD打印机上同时制作16个封闭式叶轮。

    LMD 3D打印机制作涡轮机金属部件

      LMD 3D打印机制作涡轮机金属部件

  3. 优化涡轮机部件设计

      3D打印金属部件与模具铸造是两种完全不同的技术。LMD和SLM技术以独特激光熔融堆叠技术来制作金属部件,从而为涡轮机开发人员提供了更加广阔的金属部件设计空间,通过更富创意性的设计来优化涡轮机。

      在这个领域,德国西门子可以说是先行者了。 通过LMD 3D打印机,他们成功地对燃气涡轮机的燃料回旋器进行优化改良。可以预见的是,3D打印技术将在未来更为广泛的应用于改良涡轮机,用以制作性能更加强劲的环保型涡轮机。.

  4. 简化涡轮机维修步骤

    SLM 3D打印机

      SLM 3D打印机

      此外,3D打印技术还可以用来简化涡轮机维修步骤。例如,西门子就开发了一款专为维修而定制的SLM 3D打印机。通过使用这台3D打印机,可以快速更换位于燃烧室里易损配件。据其工程师透露,3D打印技术替换易损零部件可以将涡轮器维护时长降低至原来的10%。

  简言之,3D打印技术正在许多方面改变涡轮机械的设计与生产流程。涡轮机制造商们,将SLM和LMD,即选择性激光熔化和激光金属沉积技术相结合,可以更加快速、高效地开发性能更加优异的涡轮机。

  最后,我们用爱能特ET5X 3D打印机制作了一款复刻版喷射式发动机模型。不容错过的3D打印效果哦。想要体验制作过程的朋友,可以通过文末的链接下载相应文件。还在犹豫什么呢,赶紧试试吧!

3D打印涡轮机

3D打印涡轮机

  爱能特ET5X 3D打印机制作的喷射式发动机模型

  设计师: CATIAV5FTW

  3D打印文件下载链接: https://www.thingiverse.com/thing:1327093


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