Turbomachines et turbines

Fabrication additive de pièces pour les turbomachines

Les turbomachines sont indispensables à la production d'énergie. Ses pièces à haute performance présentent des conceptions complexes et de haute technologie qui doivent être de plus en plus robustes et puissantes au fur et à mesure que la demande d'énergie augmente. En outre, les pièces des turbomachines doivent être résistantes et fiables, même à des températures supérieures au point de fusion.

L'impression 3D métal (DMLS) offre les bonnes bases technologiques pour mettre en œuvre une stratégie de refroidissement optimisée, entre autres. Les pièces peuvent être conçues et fabriquées pour transporter et appliquer l'énergie avec une précision croissante. Des processus de réparation innovants, par exemple, révolutionnent l'efficacité des pièces de turbomachines en reconstruisant les zones usées directement sur la pièce d'origine.

Fabrication additive en série pour les turbomachines

Rejoignez les experts de Siemens Energy, E.ON et EOS pour découvrir comment nous avons réussi à faire de la fabrication additive la nouvelle norme pour fabriquer les aubes directrices des turbines, les brûleurs et d'autres pièces. Cela permet d'augmenter les performances des turbines, de réduire l'empreinte carbone et de faire fonctionner les turbines avec 100 % d'hydrogène.

Avantages des pièces de turbines imprimées en 3D

Brûleur de traitement des flammes imprimé en 3D © EOS

Améliorer les performances des pièces

La fabrication additive vous permet de fabriquer des pièces complexes avec des fonctionnalités intégrées. La réduction du taux de rejet permet également de diminuer le coût des pièces et de raccourcir les délais d'exécution.

pales de turbine polies imprimées en 3D | © EOS

Accélérer le développement

Directement à partir de données CAO : la construction de prototypes par impression 3D permet d'optimiser plus rapidement la conception et de raccourcir les cycles de développement.

Deux pales de turbine imprimées en 3D © EOS

Optimiser la maintenance

Réduction des coûts grâce à la possibilité de réparer des pièces avec des canaux de refroidissement complexes, moins de temps d'arrêt.

Brûleur multicombustible imprimé en 3D © EOS & Euro-K

Améliorer la logistique des pièces détachées

Pièces de rechange sur demande : même les lots de petite taille peuvent être fabriqués de manière rentable, ce qui réduit les coûts de stockage.

Graphique d'un élément tubulaire avec des lames © Siemens

HISTOIRE D'UN SUCCÈS

Material Solutions & Siemens - Projet innovant Résultats exceptionnels

La collaboration entre Siemens, Material Solutions et EOS démontre que l'impression 3D métal est une technologie fiable et éprouvée, viable même pour les applications "mobiles", sans aucun compromis. En ligne de mire : le développement d'une nouvelle pale de turbine. La pièce a été développée avec Siemens NX, construite sur des systèmes EOS et produite par Material Solutions. 

  • Performances accrues jusqu'à 13 000 tr/min
  • Temps de développement réduit de 75 % et délai d'exécution plus court de 50
  • Peut être utilisé à des températures ambiantes allant jusqu'à 1 250 °C

Pales, injecteurs de carburant, brûleurs et chambres de combustion, revêtements, joints et boîtiers : lors de la fabrication de pièces pour le secteur de l'énergie, l'intégration fonctionnelle et la résistance à la chaleur sont les facteurs décisifs de la longévité et de la sélection des processus. Pour ces raisons, l'impression 3D industrielle ouvre des perspectives hors de portée des procédés de fabrication conventionnels. Les applications vont des pales de turbine imprimées en 3D aux solutions de réparation innovantes. Découvrez sur cette page comment nous avons innové dans le domaine des turbomachines en collaboration avec nos clients.

HISTOIRE D'UN SUCCÈS

Siemens - Façades de brûleurs avec intégration fonctionnelle

Siemens s'appuie sur un système EOS pour fabriquer des façades de brûleurs à intégration fonctionnelle - redessinées avec Siemens NX et fabriquées en série sur un site EOS M 400-4 à partir d'EOS NickelAlloy HX.

La pièce est fabriquée en une seule pièce et ne comporte plus 13 composants différents . Comme moins de matériaux sont utilisés, la pièce est considérablement plus légère. Le délai d'exécution passe de 26 semaines à 3 semaines. La réduction de l'échauffement du métal prolonge la durée de vie de la pièce.

HISTOIRE D'UN SUCCÈS

Siemens - Gestion optimisée de la maintenance grâce à l'impression 3D

Les temps d'arrêt causés par les réparations et les travaux de maintenance représentent un facteur de coût considérable dans les grandes centrales de production d'énergie. En particulier pour les pièces très complexes et les canaux intégrés, le processus de réparation hybride basé sur le DMLS offre des possibilités uniques d'économiser du temps et de l'argent. Comment cela fonctionne-t-il ? Les zones d'usure sont reconstruites directement sur la pièce d'origine. Cela présente des avantages considérables :

  • Aucune étape de soudage supplémentaire n'est nécessaire
  • Amélioration de la qualité de la connexion entre la zone reconstruite et la partie originale
  • L'alignement des structures internes est préservé

Une tâche exigeante et une solution intelligente

Grâce à un système EOS personnalisé, Siemens a réussi à mettre en place un processus de maintenance précis et rapide pour les embouts de brûleurs soumis à de fortes contraintes thermiques dans les turbines à gaz. Les réparations sont effectuées en construisant directement sur le matériau usé, ce qui permet d'économiser du temps et de l'argent.

  • Les temps de réparation ont été réduits de 90 %
  • Le processus de réparation a été considérablement rationalisé
  • Des améliorations techniques peuvent être apportées lors des réparations
HISTOIRE D'UN SUCCÈS

Euro-K

Petits brûleurs, grande variété

Le nouveau brûleur est capable d'utiliser des combustibles gazeux et liquides avec la même efficacité. La nouvelle géométrie optimisée permet également d'utiliser des combustibles liquides considérés comme difficiles à brûler, tels que les huiles de fusel issues de la distillation de l'alcool. Autre effet positif, la conception innovante du brûleur a permis de réduire la taille de la chambre de combustion de 20 %.

Brûleur multicombustible imprimé en 3D © EOS & Euro-K

Tout ce dont vous avez besoin pour les pièces de turbomachines à partir d'une seule source

Nous proposons des systèmes robustes dont la qualité des pièces est reproductible, ainsi qu'une large gamme de matériaux, capables de répondre à diverses applications, y compris celles impliquant des températures élevées. En complément, nous proposons également des outils et des logiciels pour un suivi complet de la qualité, ainsi qu'un service de conseil pour répondre à vos besoins.

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