Image
24.10.2017 0 Comments

Od prášku k hotovému produktu

Vďaka vysokej flexibilite sa 3d tlač stala jedným zo základných prvkov digitalizácie priemyslu.

Spoločnosť Siemens je priekopníkom vo využití technológie 3D tlače. Využíva ju nielen pri rýchlej a lacnejšej príprave konštrukčných návrhov a prototypov, ale čoraz viac aj v produkcii malosériových komponentov.

Unikátne súčiastky
Kompetenčné centrum pre adivítnu výrobu Siemensu v nemeckom Erlangene pôsobí už niekoľko rokov. Vyrába celú škálu náhradných súčiastok, najmä takých, ktoré sa vymieňajú len zriedka a nevyplatí sa ich dlho držať v sklade. Napríklad železnice využívajú vlakové súpravy tridsať i viac rokov, takže viaceré z nich už dávno nie sú súčasťou výrobných plánov. Príkladom je customizovaná spínacia skrinka pre prvú generáciu ICE vysokorýchlostných vlakov (vyrábaných v rokoch 1989 až 1993). Nemecká železničná spoločnosť Deutsche Bahn tento komponent potrebuje len zriedka a jeho potreba sa nedá naplánovať. Okamžitá 3D tlač tak výrazne zníži prestoje vlakov a tým, samozrejme, ušetrí železniciam zbytočné náklady.

Kompetenčné centrum ukladá objednávky na náhradné dielce do virtuálneho skladu, kde uchováva okolo päťsto digitálnych modelov. Na uskladnenie týchto súčiastok teda netreba fyzický sklad, ktorého prevádzka by vyžadovala ďalšie náklady. V Erlangene nenájdete žiadne zváracie súpravy ani zlievarne. Namiesto toho je areál plný zelene, kde v modernej budove sídli vývojové laboratórium i samotná výroba.

Aditívnu výroby využíva Siemens pri produkcii rôznych komponentov plynových turbín. Okrem lopatiek sa veľmi dobre osvedčila aj pri hlavách horákov, ktoré musia odolať extrémnym podmienkam.

Jedinečný prelom
Začiatkom roka 2017 dosiahol Siemens ďalší výrazný pokrok – ako prvý na svete vyvinul a odskúšal postup 3D tlače lopatiek plynových turbín. Keďže lopatky sú v prevádzke vystavené extrémnym podmienkam, riešenie sa považuje za prelomové. Získalo ocenenie Aplikácia 3D tlače roka, ktoré za účasti medzinárodných expertov prevzal Siemens v máji v Londýne.

Riešenie je výsledkom práce expertov z Centra pre priemyselné plynové turbíny Siemensu v britskom Lincolne, z Berlína a z elektrárne vo švédskom Finspongu, pre ktorú je turbína určená. Medzinárodný tím počas osemnástich mesiacov navrhol jednotlivé komponenty, vyvinul nové materiály i metódy kontroly kvality a simulácie životnosti komponentov. Okrem toho testovali aj nový dizajn lopatiek s vylepšenou vnútornou geometriou chladenia.

Turbínové lopatky sú nainštalované na 13-megawattovej plynovej turbíne SGT-400. Musia odolávať extrémnym podmienkam, preto sú vytlačené z odolnej práškovej polykryštalickej superzliatiny na báze niklu. Pri plnom výkone sa lopatky otáčajú rýchlosťou 1 600 km/h (čo je dvojnásobná rýchlosť lietadla Boeing 737) a nesú náklad 11 ton (to je hmotnosť plne naloženého dvojposchodového autobusu z Londýna). Odolať musia aj obrovskému teplu, pretože pri prevádzke turbíny sú obklopené plynom s teplotou 1 250 stupňov Celzia.

Cieľom je úplne digitalizovať aditívnu výrobu - od návrhu softvéru cez špičkové simulačné nástroje až po úplnú automatizáciu strojov a dielní.

Veľký potenciál
Dosiaľ sa lopatky na plynové turbíny odlievali alebo kovali, čo je časovo náročné a nákladné. Od návrhu novej lopatky až po jej výrobu uplynú aj dva roky. Trojrozmerná tlač dovolí zredukovať tento čas na dva mesiace. Využíva sa pritom laserový lúč nasmerovaný na jemnú vrstvu kovového prášku, ktorá sa zahreje a roztaví. Po jej ochladení sa proces opakuje vrstva po vrstve, až kým nie je hotová celá lopatka.

Strojárstvo pre energetiku je jednou z najnáročnejších oblastí uplatnenia technológie 3D tlače. „Ide o prelomový úspech a teší nás o to viac, že aditívna výroba je hlavným pilierom našej stratégie digitalizácie,“ uzatvára Willi Meixner, generálny riaditeľ divízie Power and Gas koncernu Siemens AG.

Foto: Siemens

Zobrazit Galériu

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

Najnovšie videá