金屬3D打印技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前世界頂級(jí)企業(yè)比拼智能制造的競(jìng)技場(chǎng)，國(guó)際上西門(mén)子、GE等行業(yè)巨頭已積極在汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)行業(yè)進(jìn)行金屬3D打印布局，并有了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的報(bào)道。

陽(yáng)朔項(xiàng)目

國(guó)內(nèi)金屬3D打印技術(shù)起步較晚，上海汽輪機(jī)廠從2018年起步開(kāi)始金屬3D打印產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)用的研究工作，經(jīng)過(guò)3年時(shí)間的探索精進(jìn)，目前研制成功兩款不銹鋼空心靜葉樣件，200余支不銹鋼空心靜葉產(chǎn)品的批量化打印，已成功應(yīng)用在陽(yáng)朔、任丘等垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了行業(yè)內(nèi)首次規(guī)模化應(yīng)用。

廣泛應(yīng)用

3D打印完成后的空心靜葉

隨著3D打印技術(shù)及相關(guān)設(shè)計(jì)、打印工藝優(yōu)化、粉末原材料技術(shù)進(jìn)步以及質(zhì)量與評(píng)估體系的發(fā)展，航空、航天領(lǐng)域復(fù)雜零部件的打印應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而在汽輪機(jī)零部件的設(shè)計(jì)、制造與應(yīng)用方面尚屬空白。按以往按傳統(tǒng)工藝，我廠空心靜葉的主要制造方法為精密鑄造或鋼板壓形、焊接等，傳統(tǒng)工藝存在產(chǎn)品生產(chǎn)周期長(zhǎng)、需要設(shè)計(jì)與制造工裝模具等問(wèn)題。而金屬3D打印技術(shù)基于分層、疊加累積原理，使用高功率激光逐層熔化粉末，從而實(shí)現(xiàn)金屬件的快速柔性智造，批量化生產(chǎn)，成形過(guò)程不需要復(fù)雜的工裝模具。

技術(shù)攻關(guān)

幾年來(lái)，我廠技術(shù)人員與相關(guān)單位聯(lián)合開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，研制過(guò)程歷經(jīng)曲折。在樣件研制初期，多次遇到各種打印組織缺陷問(wèn)題，而消除3D打印件的組織缺陷也一直是金屬3D打印行業(yè)發(fā)展的技術(shù)難點(diǎn)之一，研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)精細(xì)化地調(diào)整打印設(shè)備、優(yōu)化打印參數(shù)和后處理工藝等方法，逐步靠近理想的試驗(yàn)結(jié)果，并固化了操作工藝。

研究成果

裝焊完成后的空心靜葉

目前，我廠運(yùn)用3D打印技術(shù)已成功試制出407mm和265mm兩種長(zhǎng)度的金屬3D打印304L不銹鋼空心靜葉樣件，并完成了200余支304L不銹鋼空心靜葉產(chǎn)品的批量化打印、后處理以及性能評(píng)估等方面工作。與傳統(tǒng)方法制造空心靜葉相比，運(yùn)用金屬3D打印技術(shù)能夠縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期25%以上，很好匹配了工業(yè)透平市場(chǎng)短平快的要求，助力工業(yè)透平智造升級(jí)。

發(fā)展方向

據(jù)悉，當(dāng)前上海汽輪機(jī)廠正在積極推進(jìn)鈦合金、高溫合金等材料的金屬3D打印技術(shù)研發(fā)工作，進(jìn)一步拓展金屬3D打印技術(shù)在汽輪機(jī)零部件中的應(yīng)用場(chǎng)景，為復(fù)雜異形結(jié)構(gòu)件的制造提供快速解決方案。