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金屬3D打印技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前世界頂級企業(yè)比拼智能制造的競技場，國際上西門子、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)用的報道。

陽朔項目

國內(nèi)金屬3D打印技術(shù)起步較晚，上海汽輪機(jī)廠從2018年起步開始金屬3D打印產(chǎn)品的設(shè)計、制造以及應(yīng)用的研究工作，經(jīng)過3年時間的探索精進(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)用在陽朔、任丘等垃圾焚燒發(fā)電項目，實現(xiàn)了行業(yè)內(nèi)首次規(guī)?；瘧?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、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)用越來越廣泛，而在汽輪機(jī)零部件的設(shè)計、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、需要設(shè)計與制造工裝模具等問題。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，從而實現(xiàn)金屬件的快速柔性智造，批量化生產(chǎn)，成形過程不需要復(fù)雜的工裝模具。

技術(shù)攻關(guān)

幾年來，我廠技術(shù)人員與相關(guān)單位聯(lián)合開展技術(shù)攻關(guān)，研制過程歷經(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)難點之一，研發(fā)團(tuán)隊通過精細(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，我廠運用3D打印技術(shù)已成功試制出407mm和265mm兩種長度的金屬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、后處理以及性能評估等方面工作。與傳統(tǒng)方法制造空心靜葉相比，運用金屬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)透平市場短平快的要求，助力工業(yè)透平智造升級。

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)用場景，為復(fù)雜異形結(jié)構(gòu)件的制造提供快速解決方案。