Voor het eerst is het Siemens gelukt met 3D-printen een blad van een gasturbine te maken dat 13.000 rpm en een temperatuur van 1250 °C aankan.
Siemens maakte dit resultaat in een persbericht bekend na voltooiing van een serie tests waarbij de turbinebladen aan een maximale belasting werden onderworpen. Het printen gebeurde in de 3D-printfabriek van Material Solutions, een bedrijf dat onlangs door Siemens is gekocht.
Nikkel-legering
De turbinebladen zijn gemaakt met een poeder gemaakt van een polykristallijne nikkel-legering. Het grote voordeel van het 3D-printen is dat daarmee een veel effectiever patroon van kanalen in de binnenkant van de bladen kan worden geprint. Dat patroon maakt de bladen makkelijker koelbaar. Die koeling is nodig omdat het ontbrande gas in de turbine een temperatuur heeft van 1250 °C. De koeling gebeurt met lucht van 400 °C.
Behalve extreem hoge temperaturen moeten de turbinebladen ook grote mechanische krachten kunnen weerstaan. Ze hebben bij het uiteinde een snelheid van 1600 km/h en dragen door de gasdruk een last van 11 ton, aldus Siemens.
Sinteren
Dit alles illustreert hoe goed 3D-printen inmiddels kan zijn; de techniek is zelfs geschikt voor dit soort extreme omstandigheden. De techniek die Siemens gebruikt is het zogeheten lasersinteren.
Een laser beweegt over een bed met metaalpoeder en smelt op de gewenste plek de metaaldeeltjes aan elkaar. Vervolgens wordt er een nieuw laagje poeder overheen gelegd en smelt de laser het volgende deel van het turbineblad aan elkaar.
De bladen zijn geprint voor de SGT-400, een gasturbine voor industrieel gebruik die een elektrisch vermogen kan leveren van 13 MW.
Openingsfoto: de 3D-geprinte turbinebladen. Foto Siemens.
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.