能源行业案例

切割工具3D打印案例

2021-11-26

Siemens Energy Innovation Center(西门子能源创新中心)是西门子集团的全球能源业务,为公用事业、独立电力生产商、传输系统运营商、石油和天然气行业以及其他能源密集型行业提供全面的技术组合以及数字和传统服务。西门子创新中心专注于快速解决问题,为公司的能源业务提供支持。

西门子通过强大的服务和维护操作为其全球客户提供支持。许多日常服务和维护任务可以在现场或使用数字工具远程执行,但更密集的维修有时可能需要将涡轮机运送到西门子维修厂。这会导致停机时间增加并延长计划停机时间,即涡轮机不运行的时间。由于西门子为世界上许多性能*高的压缩站、发电厂和炼油厂提供支持,让涡轮机停机数周肯定是不可取的,因此任何可以减少停机时间的过程都是受欢迎的。

采用传统工艺方式遇到的问题:

1.没有更好的方法来维护涡轮机,多次异地维修和代价高昂的停机时间。

2.切割工具需要几个月的时间来设计、获取材料。


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受圆锯启发的切割工具(左)与更新版本(右)的*一次迭代。


使用了Markforged X7 3D打印机的优势:

1. Markforged X7 3D打印机打印的切割工具可准确匹配涡轮机的轮廓。现场工程师可以提供简单的现场维护,而不是将燃气轮机运送到维修设施进行维护,从而节省数周的时间。 

2. Markforged X7 3D打印机提供了一种简单的方法来进行快速迭代,同时仍能提供能够承受现场条件的工业强度。Markforged独特的3D打印工艺利用连续碳纤维材料,为部件提供高强度环境所需的额外强度和耐用性。

3. 为客户生产能够满足其独特需求的*终用途部件。

“使用Markforged 3D打印机进行快速迭代已经彻底改变了我们看待工具的方式。Markforged平台使我们能够生产强大、耐用的工具。”Trent Almond,西门子机械工程师说。

虽然*初只是使用Markforged创建了一个形状和配合原型,但在测试实际生产使用时,切割工具超过预期的承载能力和刚度要求。西门子机械工程师Trent Almond 说:“我们*初只是计划进行一次试配,并确保它能够按预期驱动主轴。”“但我们发现Markforged碳纤维复合材料实际上足够坚固,可以承受现场使用。”西门子能源创新中心主任Clifford Hatcher对此表示赞同。“人们很快了解到,我们可以根据材料的整体强度和印刷品的质量,将其用于实际加工。”


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该团队已经打印了从臂端工具到涡轮叶片的模块化夹具的所有内容。

在收到现场工程师的反馈后,西门子创新中心的工程师使用他们的Markforged 3D打印机对设计进行了改进。新的和改进的3D打印工具经常用于现场维修涡轮机部件,现在可以在例行检查期间进行三班倒。西门子发现,他们可以提供更好的客户解决方案,同时保持在竞争激烈的行业的*前沿。“我们节省了时间,通过将增材制造带到现场,我们让他们的工作变得更加轻松,”Hatcher说。

西门子能源创新中心的工程师和设计师现在在应对新挑战时首先转向他们的Markforged平台。他们不断探索新的应用,例如涡轮叶片的模块化夹具或内部机器人的末端执行器,用来增强他们的产品线和工作流程。打印机让工程师更具创新性,中心在产品设计中采用了快速失败的方法。


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该团队的几个原型设计,例如这种密封高度检测工具,已被用作该领域的*终生产部件。

该公司还利用其Metal X制造定制的一次性零件,他们的**机加工车间现在正在购买自己的Metal X,以满足公司对金属部件快速周转的需求。“Markforged 工业打印机对我们来说就像一个数字工厂,”Hatcher说。“如果当天一两个小时内有我们需要的物品,我们就不必等待一两天。”


“Markforged打印机鼓励我们的工程师快速失败,从而使他们更具创新性。这是设计理念的改变。”


— Clifford Hatcher,西门子能源创新中心主任