BAM 繼續(xù)開展3D 打印高溫合金燃?xì)廨啓C葉片研究

2024年3月24，南極熊獲悉，聯(lián)邦材料研究與測試研究所 (BAM) 將在沃納-馮-西門子工業(yè)與科學(xué) eV 中心 (WvSC) 將繼續(xù)開展高效燃?xì)廨啓C研究項目，為期兩年。這些項目由柏林州和歐盟資助，旨在優(yōu)化燃?xì)廨啓C葉片的維護、維修和開發(fā)過程，并開發(fā)可持續(xù)的增材制造解決方案。

燃?xì)廨啓C在能源生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它們的效率和可持續(xù)性非常重要，因為如果產(chǎn)生相同數(shù)量的能源需要更少的燃料，那么溫室氣體排放就會減少。當(dāng)前的挑戰(zhàn)，例如由于腐蝕和惡劣的工作條件而導(dǎo)致的渦輪葉片磨損，需要創(chuàng)新的解決方案。這些項目旨在利用最先進的增材制造工藝和數(shù)字解決方案來提高燃?xì)廨啓C制造的生產(chǎn)率和性能，提高材料的可重復(fù)使用性，并挖掘以前未開發(fā)的潛力。

人機交互與人工智能

MRO 2.0項目專注于優(yōu)化燃?xì)廨啓C葉片的修復(fù)流程。該團隊正在開發(fā)自動化和數(shù)字化的翻新流程鏈，以實現(xiàn)高效燃?xì)廨啓C的升級。目標(biāo)是實現(xiàn)渦輪葉片維修過程的自動化和數(shù)字化。雖然用于評估渦輪葉片狀況以及增材修復(fù)工藝的演示器和系統(tǒng)是在項目第一階段開發(fā)的，但項目第二階段的重點是將研究結(jié)果轉(zhuǎn)化為部署。除了技術(shù)問題外，還將審查職業(yè)心理學(xué)的各個方面，例如對新工作流程和流程的接受程度。

在該項目中，BAM 團隊主要關(guān)注確定殘余壁厚和評估近表面損傷的新測試方法。它們可以精確分析用過的渦輪葉片的狀況，以便啟動適當(dāng)?shù)男迯?fù)步驟。增材制造技術(shù)用于修復(fù)，BAM 開發(fā)、評估和鑒定合適的工藝，例如電弧增材制造，其中以有針對性的方式應(yīng)用附加材料，例如替換操作期間移除的材料。

科學(xué)家們還在開發(fā)整個過程的數(shù)字雙胞胎。在人工智能算法的幫助下，他們不斷分析有關(guān)運行條件和使用中渦輪葉片行為的數(shù)據(jù)。這使他們能夠預(yù)測組件的剩余使用壽命，主動規(guī)劃維護措施，并最大限度地減少停機時間。

十個合作伙伴參與了該項目，包括西門子能源公司、幾個弗勞恩霍夫研究所和柏林工業(yè)大學(xué)。

適用于高溫應(yīng)用的可持續(xù)增材制造

HTA 2.0 項目正在為大型燃?xì)廨啓C的高溫部件開發(fā)可持續(xù)的增材制造工藝和組件。它建立在第一個資助期的成功成果的基礎(chǔ)上，其中粉末床激光束熔化技術(shù)來加工復(fù)雜的高溫合金部件，并開發(fā)了有效的過程監(jiān)控技術(shù)。這將使將來能夠在過程中檢測到組件缺陷。

在當(dāng)前項目中，重點是更快、更高效的流程。增材制造工藝正在可持續(xù)產(chǎn)品開發(fā)的背景下進行評估，以便為燃?xì)廨啓C高工作溫度領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更經(jīng)濟、更環(huán)保的組件解決方案。例如，正在研究增材制造部件的各種后處理方法，并盡可能實現(xiàn)自動化，以取代當(dāng)今仍然需要的手動且耗時的處理步驟。

中心研究重點是提高增材工藝原材料的可重復(fù)使用性并減少材料浪費。為此，正在制定和測試回收策略，以回收來自錯誤施工工藝和支撐結(jié)構(gòu)的廢物中的廢粉末和固結(jié)固體材料。這樣，就可以減少高昂的材料成本和環(huán)境污染。整體生命周期分析評估經(jīng)濟和生態(tài)影響。

該項目包括來自科研機構(gòu)、大型企業(yè)和多家中小企業(yè)的 11 家合作伙伴。BAM 正在貢獻(xiàn)其在綜合材料表征、增材制造工藝、工藝監(jiān)控和部件檢查以及高溫下材料行為測定方面的專業(yè)知識