Siemens, 3D yazıcı ile üretilen gaz türbini kanatları ile çığır açıyor

Katmanlı Üretilmiş (Additively Manufactured) kanatların ilk başarılı tam motor yükü testleri

     Katmanlı Üretim, imalatın dijitalleştirilmesinde temel oluşturuyor

Siemens, tamamen Katmanlı Üretim (Additive Manufacturing – AM) teknolojisi kullanılarak imal edilmiş gaz türbini kanatları için ilk tam motor yükü testlerini tamamlayarak çığır açtı. Şirket, çoklu AM ile yazdırılmış geleneksel tasarıma sahip türbin kanadının başarısını tam motor gücü koşullarında onayladı. Bu, bileşenlerin dakikada 13.000 devirde ve 1.250 santigrat dereceden yüksek sıcaklıklarda test edildiği anlamına geliyor. Buna ek olarak, Siemens, AM teknolojisi kullanılarak üretilen, tamamen revize edilmiş ve iyileştirilmiş dahili soğutma geometrisine sahip yeni bir kanat tasarımını test etti. Proje ekibi, İngiltere’nin Worchester şehrinde bulunan ve yeni satın alınan Material Solutions şirketindeki 3D yazdırma tesisinde üretilmiş kanatları kullandı. Materials Solutions, turbo makinelerde yüksek ısıya sahip uygulamalar için yüksek performanslı parçalar üzerinde uzmanlaşıyor. Bu konuda kesinlik, yüzey tesviyesi ve malzeme kalitesi, kullanılan parçaların operasyonel performansında kritik öneme sahip. Testler, İngiltere’nin Lincoln şehrindeki endüstriyel gaz türbini fabrikasında Siemens test tesisinde gerçekleştirildi.

Siemens Enerji ve Gaz Bölümünün CEO’su Willi Meixner şunları ifade etti: “Bu gelişme, bu teknoloji için en zorlu uygulamalardan biri olan, enerji üretiminde Katmanlı Üretimin kullanımında çığır açan bir başarı. Katmanlı Üretim, dijitalizasyon stratejimizdeki ana temellerden biri. Başarılı test sonuçları, kendini adamış uluslararası bir proje ekibi ve onlara Finspång, Lincoln, Berlin’deki Siemens mühendisleri ile Materials Solutions’dan uzmanların katkıları sayesinde alındı. Sadece 18 ayda parça tasarımından ve AM materyal geliştirmeden kaldırma simülasyonları için yeni yöntemlere ve kalite kontrollerine kadar tüm zinciri tamamladılar. 3D yazdırma alanındaki know-how’ımız ile bu alandaki teknolojik gelişimi ve uygulamaları ilerletmeye devam edeceğiz.”

Kanatlar, 13 megavat (MW) kapasiteye sahip bir Siemens SGT-400 endüstriyel gaz türbinine takıldı. AM türbin kanatları, yüksek performanslı, çok kristalli nikel süperalaşım tozundan yapılıyor. Bu da kanatların yüksek basınca, yüksek sıcaklıklara ve türbinin yüksek hızlı operasyonunun rotasyonel güçlerine dayanabilmelerini sağlıyor. Tam yükte, türbin kanatlarından her biri 1.600 km/saatin üzerinde bir hızda çalışıyor, 11 ton yani bir Londra otobüsünün eşdeğeri ağırlık taşıyor, 1.250°C’de gaz ile çevreleniyor ve 400°C’nin üzerinde hava ile soğutuluyorlar. Lincoln’da test edilen gelişmiş kanat tasarımı, Siemens gaz türbinlerinin genel verimliliğini artırabilen gelişmiş soğutma özellikleri sağlıyor.

Katmanlı Üretim, katı nesneler oluşturmak için parçaları kesilmiş CAD modellerinden katman katman inşa eden bir süreç. Aynı zamanda “3D yazdırma” olarak da bilinen bu yöntem özellikle hızlı prototipleme alanında faydalar sağlıyor. Meixner şunları ifade ediyor: “Bu heyecan verici teknoloji, prototip geliştirme için gereken süreyi yüzde 90’a varan oranlarda kısaltarak üretim şeklimizi değiştiriyor. Siemens, Katmanlı Üretim alanında bir öncü. Yeni gaz türbini tasarımlarının geliştirilmesini artırılmış bir verimlilik ve emre amadelikle hızlandırabiliyor ve bu şekilde gelişmeleri müşterilerimize daha hızlı bir şekilde ulaştırabiliyoruz. İmalattaki bu yeni esneklik aynı zamanda Siemens’in müşterilerinin ihtiyaçlarını daha iyi karşılayabilen geliştirmeler yapmasını ve talep halinde yedek parça temin etmesini de sağlıyor.”

Siemens, malzeme bilimi, otomasyon, imalat ve süreç gibi temel alanlarda engin bir bilgiye sahip ve bu nedenle 3D yazdırma endüstrisinde geleceği şekillendirmek için önemli bir konuma sahip. Gelişmiş kanat tasarımının başarılı testi, AM’nin tam potansiyelini kullanabilmemiz için önemli bir adım. Siemens, sadece AM ile mümkün olan özgün gaz türbini tasarımları geliştiriyor ve yazıcıyla imal edilmiş türbin ekipmanlarının seri üretimini genişletiyor. Enerji pazarında 100 yılı aşkın bir deneyimle Siemens, yeni tasarım olasılıklarını müşterileri için özel çözümlere dönüştürüyor.

Siemens hızlı prototipleme için AM teknolojisini kapsamlı bir şekilde kullanıyor ve gaz türbinlerinin kompresör ve yanma sistemlerindeki bileşenleri için seri üretim çözümlerini çoktan kullanıma sundu bile. Şubat 2016’da Siemens, İsveç’in Finspång şehrinde 3D yazıcı ile üretilmiş parçalar için yeni bir üretim tesisi açtı. Siemens’in yoğun kullanılan bir gaz türbini için ilk 3D yazıcı ile üretilmiş bir parça, Temmuz 2016’dan beri ticari olarak kullanılıyor.

3D yazdırmada yeni bir çığır

Siemens, Katmanlı Üretim teknolojisi kullanılarak üretilen geleneksel ve tamamen yeni tasarlanmış gaz türbini kanatları için ilk tam motor yükü testlerini tamamladı.