A Siemens conquistou uma inovação concluindo seus primeiros testes de carga total para palhetas de turbinas totalmente produzidas usando a tecnologia de Manufatura Aditiva (Additive Manufacturing (AM)). A empresa validou com sucesso diversas palhetas de turbina impressas por AM com um design convencional de palheta em condições de carga total. Isto significa que os componentes foram testados a 13.000 rotações por minuto e temperaturas acima de 1.250 graus Celsius. Além disso, a Siemens testou um novo design de palheta com uma geometria de resfriamento interno totalmente revisada e aprimorada, manufaturada usando a tecnologia AM. A equipe de projeto utilizou palhetas manufaturadas em sua instalação de impressão em 3D na Materials Solutions, a empresa recém-adquirida em Worcester, Reino Unido. A Materials Solutions é especializada em peças de alto desempenho para aplicações em alta temperatura em turbomáquinas onde a precisão, o acabamento das superfícies e a qualidade dos materiais são essenciais para garantir o desempenho operacional das peças em serviço. Os testes foram conduzidos na instalação de testes da Siemens na fábrica de turbinas a gás industriais em Lincoln, Reino Unido.

"Este é um sucesso inovador para o uso da Manufatura Aditiva no campo de geração de energia, que é uma das aplicações mais desafiadoras para esta tecnologia", disse Willi Meixner, Presidente da Divisão de Energia e Gás da Siemens. "A Manufatura Aditiva é um dos nossos quatro principais pilares de nossa estratégia de digitalização. Os testes bem sucedidos foram o resultado de uma equipe de projetos internacional com contribuições de engenheiros da Siemens em Finspång, Lincoln e Berlim junto com especialistas da Materials Solutions. Em apenas 18 meses, eles completaram toda a cadeia, desde o projeto de componentes e desenvolvimento de materiais AM até novos métodos para simulações de elevação e controles de qualidade. Com o nosso know-how combinado em impressão em 3D, vamos continuar a impulsionar o desenvolvimento tecnológico e aplicação neste campo", acrescentou Meixner.

As palhetas foram instaladas em uma turbina a gás industrial SGT-400 com uma capacidade de 13 megawatts (MW). As palhetas da turbina AM são feitas de um pó de superliga de níquel policristalino de alto desempenho, permitindo-lhes suportar alta pressão, temperaturas quentes e as forças de rotação da operação de alta velocidade da turbina. Em carga total, cada uma destas palhetas da turbina está circulando a mais de 1.600 km/h, carregando 11 toneladas ou o equivalente a um ônibus totalmente carregado em Londres, é cercada por gás a 1.250°C e resfriada por ar a mais de 400°C. O design de palheta avançado testado em Lincoln fornece características de resfriamento aprimoradas que podem aumentar a eficiência geral das turbinas a gás da Siemens.

A Manufatura Aditiva é um processo que constrói peças camada por camada a partir de modelos CAD fatiados para formar um objeto sólido. Também conhecida como "impressão em 3D", ela oferece benefícios principalmente para a criação rápida de protótipos. "Esta tecnologia emocionante está mudando nosso modo de fabricação reduzindo o prazo para desenvolvimento do protótipo em até 90%", disse Meixner. "A Siemens é pioneira na Manufatura Aditiva. Podemos acelerar o desenvolvimento de novos projetos de turbinas a gás com maior eficiência e disponibilidade e podemos trazer esses avanços mais rápido para os nossos clientes. Esta nova flexibilidade na fabricação também permite à Siemens desenvolver mais próximo dos requisitos do cliente e também fornecer peças de reposição sob demanda".

A Siemens possui um amplo conhecimento em áreas essenciais como ciências dos materiais, know-how de automação, fabricação e processos e está, portanto, em uma posição excelente para moldar o futuro na indústria de impressão em 3D. O teste bem sucedido do design de pá avançado é o próximo passo para usar todo o potencial da Manufatura Aditiva. A Siemens está desenvolvendo designs de palhetas de turbinas a gás exclusivos que só são possíveis com a AM e estendendo sua produção em série para equipamentos de turbinas impressas. Com uma experiência de mais de 100 anos no mercado de energia, a Siemens converte as novas possibilidades de design em soluções específicas para seus clientes.

A Siemens utiliza a tecnologia AM extensivamente para a criação rápida de protótipos e já introduziu soluções de produção em série para componentes do compressor e do sistema de combustão das turbinas a gás. Em fevereiro de 2016, a Siemens inaugurou uma nova unidade de produção de componentes impressos em 3D em Finspång, na Suécia. O primeiro componente impresso em 3D para uma turbina de gás para serviço pesado da Siemens está em operação comercial desde julho de 2016.

Para material de imprensa e vídeos adicionais sobre Manufatura Aditiva, acesse www.siemens.com/press/3D-printing

Para obter informações adicionais sobre a Divisão de Energia e Gás, acesse www.siemens.com/about/power-gas