La fabricación aditiva es un proceso que construye piezas capa a capa partiendo de sus secciones rectas determinadas en el modelo CAD, para formar objetos sólidos. También conocida como impresión 3D, proporciona beneficios especialmente en el prototipado rápido. Esta tecnología está cambiando la fabricación, reduciendo los plazos en el desarrollo de prototipos hasta en un 90%. Siemens puede acelerar el desarrollo de nuevos diseños de turbinas de gas con una mayor eficiencia y disponibilidad y puede llevar estos avancesmás rápido a sus clientes. Esta nueva flexibilidad en la fabricación también permite a Siemens evolucionar acorde a las necesidades del cliente, así como proporcionar piezas de repuesto bajo demanda. Siemens ha logrado un avance mediante la conclusión de las primeras pruebas a plena carga de álabes de turbinas de gas totamente producidos mediante tecnología de fabricación aditiva. Esto significa que los componentes se probaron a 13.000 rpm y a temperaturas por encima de 1.250 ºC. Siemens probó un nuevo diseño de álabe, con una geometría de refrigeración interna completamente revisada y mejorada, utilizando tecnología de fabricación aditiva. El equipo de proyecto utilizó álabes fabricados en su instalación de impresión en 3D en Materials Solutions, la recientemente adquirida compañía deWorcester, Reino Unido. Materials Solutions está especializada en piezas de alto rendimiento para aplicaciones a alta temperatura en turbomáquinas, donde la precisión, acabado superficial y calidad de los materiales, son críticas para asegurar el rendimiento operativo de las piezas en servicio. Las pruebas fueron realizadas en la instalación de pruebas de la fábrica de turbinas industriales de gas de Siemens en Lincoln, Reino Unido. Este es un gran éxito para el uso de la fabricación aditiva en el campo de la generación de energía, que es una de las aplicaciones más desafiantes para esta tecnología. La fabricación aditiva es uno de los principales pilares de la estrategia de digitalización de Siemens. Las exitosas pruebas fueron el resultado de un dedicado equipo de proyecto internacional con la colaboración de ingenieros de Siemens en Finspång, Lincoln y Berlín junto con expertos deMaterials Solutions. En apenas 18meses, completaron toda la cadena desde el diseño de componentes y desarrollo de materiales de fabricación aditiva, hasta nuevos métodos para simular el ciclo de vida del componente y controles de calidad. Los álabes se instalaron en una turbina de gas industrial Siemens SGT-400 con una potencia de 13 MW. Lós Additive manufacturing is a process that builds parts layer-by-layer from sliced CADmodels to form solid objects. Also known as 3D printing, it especially provides benefits in rapid prototyping. This technology is changing the manufacturing by reducing the lead time for prototype development up to 90%. Siemens can accelerate the development of new gas turbine designs with an increased efficiency and availability and can bring these advancements faster to its customers. This new flexibility inmanufacturing also allows Siemens to develop closer to the customer’s requirements as well as providing spare parts on demand. Siemens has achieved a breakthrough by finishing its first fullload engine tests for gas turbine blades completely produced using additive manufacturing technology. This means the components were tested at 13,000 rpm and temperatures of over 1,250ºC. Furthermore, Siemens tested a new blade design with a completely revised and improved internal cooling geometry manufactured using the additive manufacturing technology. The project team used blades manufactured at its 3D printing facility at Materials Solutions, the newly acquired company inWorcester, UK. Materials Solutions specialises in high performance parts for high temperature applications in turbomachinery where accuracy, surface finish and the materials quality is critical to ensure operational performance of the parts in service. The tests were conducted at the Siemens testing facility in the industrial gas turbine factory in Lincoln, UK. This is a breakthrough success for the use of additive manufacturing in the power generation field, which is one of the most challenging applications for this technology. Additive manufacturing is one of the main pillars in Siemens’ digitalisation strategy. The successful tests were the result of a dedicated international project teamwith contributions from Siemens engineers in Finspång, Lincoln and Berlin together with experts fromMaterials Solutions. In just 18 months, they completed the entire chain from component design and additive manufacturing material development to newmethods for lifing simulations and quality controls. The blades were installed in a Siemens SGT-400 industrial gas turbine with a capacity of 13 MW. The additive manufacturing turbine blades are made out of a powder of high performing polycrystalline FABRICACIÓN ADITIVA: UNA TECNOLOGÍA INNOVADORA PARA FABRICAR TURBINAS DE GAS La fabricación aditiva tiene potencial para convertirse en una nueva tecnología clave. Por ejemplo, abre nuevas y atractivas perspectivas en la fabricación de turbinas de gas. Es por ello que Siemens ha estado invirtiendo en esta innovadora tecnología desde su aparición, y ahora está impulsando la industrialización y comercialización de este proceso. La fabricación aditiva es un proceso que construye piezas capa a capa, partiendo de sus secciones rectas determinadas en el modelo CAD, para formar objetos sólidos. Esto permite crear soluciones muy precisas a partir de materiales enpolvode altorendimiento. Siemens es pionera en fabricación aditiva y ya utiliza esta tecnología para el prototipado rápido. Además, la compañía está desarrollando ahora soluciones listas para la fabricación en serie de quemadores de turbinas de gas y la reparación de cabezales de quemadores. Recientemente, Siemens ha logrado otro avance: los primeros álabes de turbina de gas producidos mediante fabricación aditiva han concluido con éxito las pruebas de rendimiento a plena carga. ADDITIVE MANUFACTURING: AN INNOVATIVE TECHNOLOGY TO PRODUCE GAS TURBINES Additive manufacturing has the potential to become a newkey technology. For example, it opens up newattractive prospects in the manufacture of gas turbines. This iswhy Siemens has been investing in this innovative technology right from its inception and is nowdriving the industrialisation and commercialisation of these processes. Additive manufacturing is a process that builds parts layer-by-layer from sliced CAD models to form solid objects. This enables highly precise solutions to be formed from powdered high-performance materials. Siemens is a pioneer in additive manufacturing and already uses the technology for rapid prototyping. Furthermore, the company is nowdeveloping solutions ready for series-production tomanufacture gas turbine burner nozzles and repair burner heads. Siemens recently achieved yet another breakthrough: the first gas turbine blades ever to be produced using additive manufacturing have successfully finished performance testing under full-load conditions. FuturEnergy | Marzo March 2017 www.futurenergyweb.es 13 Tecnología | Technology
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