Die Themenseite beschreibt die gegenwärtigen technologischen Möglichkeiten zum 3D-Druck von Turbinen. Nach einer Einführung in das Thema erhalten Sie aktuelle Beispiele und Projekte aus der Industrie aber auch Forschungen aus dem Bereich der additiven Fertigung von Turbinen für unterschiedlichste Einsatzbereiche und Industriezweige.
Das Wort Turbine leitet sich vom lateinischen „turbare“ ab, ins Deutsche übersetzt man es mit „drehen“. Insgesamt gesehen handelt es sich bei den Turbinen zu den leistungsfähigsten Maschinen, die von Menschen entworfen wurden. Sie können eine mechanisch nutzbare Leistung von bis zu 1,5 Gigawatt erreichen. Vor allem dann, wenn sie aus mehreren Teilturbinen bestehen. In der Umgangssprache wird das Wort Turbine mit einem Düsentriebwerk gleichgesetzt, obwohl sie hier nur ein Teil davon ist.
Turbinen selbst werden in zahlreichen Branchen eingesetzt, so unter anderem im Maschinenbau, in der Flugzeug- und in der Elektroindustrie. Für ihre Fertigung greifen immer mehr Unternehmen auch auf den 3D-Druck zurück. Vor allem einzelne Bestandteile lassen sich so besonders kostengünstig produzieren, ohne dass die Qualität darunter leidet.
Forscher des Southwest Research Institute (SwRI) in Texas entwickelten so zum Beispiel eine relativ kleine Turbine, die mit Luftdurchlässen ausgestattet ist und dadurch fast die gleichen Leistungen wie eine größere Turbine erbringen kann und genauso zuverlässig arbeitet. Für die Fertigung verwendeten sie die SLS-Technologie. Auch Siemens nutzt den 3D-Druck, um seine Gasturbinen zu optimieren. Dazu entwickelte das Unternehmen einen DLE Vormischer, der mit Hilfe von 3D-Druckern gefertigt wird und in den Gasturbinen SGT-A05 eingebaut wird. Der Vormischer sorgt dafür, den CO²-Ausstoß der Gasturbinen deutlich zu reduzieren.
Das britische Unternehmen Renishaw plant ebenfalls, gemeinsam mit seiner Tochterfirma Renishaw Ibérica Hochgeschwindigkeitsturbinenschaufeln mit den firmeneigenen 3D-Druckern herzustellen, die dann in der Luft- und Raumfahrt zum Einsatz kommen sollen. Wissenschaftler aus Sankt Petersburg wiederum nutzten die additive Fertigung zur Fertigung einer Axial-Flow Turbine (Expansionsturbine), die für elektrische Generatoren benötigt wird.
Allein anhand dieser wenigen Beispiele sehen Sie schon, wie oft bei der Herstellung und Weiterentwicklung von Turbinen heute schon auf die Unterstützung der 3D-Drucker zurückgegriffen wird. Die Liste der allein im 3D-grenzenlos Magazin veröffentlichten Artikel zu diesem ließe sich noch deutlich verlängern und finden Sie im weiteren Verlauf dieser Themenseite unten. Auch in Zukunft wird sich auf diesem Gebiet sicher einiges tun. Darüber werden wir hier in dieser Rubrik, aber auch in unserem aktuellen 3D-Drucker-Newsletter berichten.
Ingenieure des Fraunhofer IFAM und Partner aus Moritzburg haben gemeinsam eine Gasturbine für ein Kraftwerk größtenteils mit einem 3D-Drucker hergestellt. Damit wollen sie die Möglichkeiten zeigen, die Kombinationen aus verschiedenen neuen Technologien ergeben. Wir werfen einen Blick auf die Entstehung.
Ingenieure des 1947 gegründetem Southwest Research Institute (SwRI) aus San Antonio, Texas, in den Vereinigten Staaten, arbeiten derzeit an der Entwicklung einer radialen und gekühlten Gasturbine für einen Kleingenerator, der eine Drohne Tausende Stunden lang mit Strom beliefern kann. Bei den derzeitigen unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs) und deren Turbinen kann diese Entwicklung als eine deutliche Verbesserung gewertet werden, da die jetzigen Turbinen vor dem Verschleiß nur einige hundert Stunden arbeiten können. Die Turbine wurde von SwRI mit einem 3D-Drucker hergestellt.
Siemens hat einen DLE Vormischer entwickelt, der in der Gasturbinen SGT-A05 eingesetzt werden soll und mit Hilfe von 3D-Druckern hergestellt wird. Dieser DLE Vormischer soll den CO²-Ausstoß der Gasturbinen SGT-A05 spürbar reduzieren. Erste Tests waren erfolgreich.
Der weltweit bekannte Technologiekonzern Siemens investiert einiges in die Schlüsseltechnologie der Additiven Fertigung, um gleich von Anfang an bei dieser Entwicklung vorne mit dabei zu sein. Mit Investitionen in Millionenhöhe und neuen Arbeitsplätzen in neugebauten Produktionsstätten, wie zum Beispiel in Großbritannien, befindet sich Siemens auf einem sehr guten Weg. Zukünftig soll 3D-Druck verstärkt bei der Herstellung von Gasturbinen zum Einsatz kommen. Auch die Digitalisierung spielt dabei eine wichtige Rolle.
Das britische Unternehmen Renishaw wird mit seiner Tochterfirma Renishaw Ibérica dem spanischen Futuralve Projekt beitreten. Geplant ist, dass die neuen Metall-3D-Drucker des Unternehmens dazu beitragen, Hochgeschwindigkeitsturbinenschaufeln für die Luft- und Raumfahrt produzieren zu können.
Vor drei Jahren eröffnete Avio Aero in der italienischen Stadt Cameri ein Werk, in dem sowohl Systeme als auch Komponenten für die zivile und militärische Luftfahrt entwickelt werden. Mittlerweile wurde die Firma von GE Aviaton übernommen, die auch das 3D-Druck-Verfahren einsetzt.
Wissenschaftler der Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU) haben den 3D-Druck zur Herstellung einer Axial-Flow Turbine (Expansionsturbine) für elektrische Generatoren eingesetzt.
Siemens ist eigenen Angaben zufolge ein Durchbruch bei der Herstellung von Gasturbinenschaufeln mit einem 3D-Drucker gelungen. Wie das Unternehmen vermeldet, erreichen die Turbinenkomponenten die hohen technischen Anforderungen und können ab sofort in den industriellen Gasturbinen von Siemens verbaut werden.
Das polnische Unternehmen Omni3D hat auf Kickstarter eine Sammelaktion gestartet, um seine Windturbine AirEnergy 3D zu finanzieren, mit der Jedermann/frau zu einem eigenen Stromerzeuger werden kann. Die Windturbine wird mit einem 3D-Drucker hergestellt, wobei die … „Mit AirEnergy3D mobile Windturbine aus dem 3D-Drucker für zu Hause vorgestellt“ weiterlesen