Schnellere und kostengünstigere Entwicklung sowie Bereitstellung energieeffizienter Turbomaschinenkomponenten
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Animation einer Gasturbinenfeuerung mit Kompressor und Leistungsturbine
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Die Turbomaschinenbranche ist nicht nur sehr wettbewerbsfähig, sondern sieht sich im Markt auch Forderungen nach höherer Treibstoffeffizienz, geringerer Wartungskosten und weniger Treibhausgasen ausgesetzt. Dazu kommt der Bedarf an kürzeren Designzyklen sowie einer gleichbleibend starken Nachfrage nach qualitativ hochwertigen, zuverlässigen und leistungsstarken Bauteilen, welche die Designkriterien erfüllen oder übertreffen.
Angesichts der umfassenden Erfahrung von 3D Systems in der Entwicklung und Herstellung von Turbomaschinen und Turbinenkomponenten ist es eine unserer obersten Prioritäten, unsere Kunden bei der Erreichung dieser Ziele zu unterstützen. Unser Team steht bereit, Erstausrüster und Lieferanten durch Designoptimierung und schnelle Implementierung der Fertigung zu führen und freut sich darauf zu erleben, wie Ihr Unternehmen in dieser High-Tech-Branche mit rasantem Tempo dauerhaften Erfolg erzielen wird.
Anwendungen für die additive Fertigung von Turbomaschinen
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Brennkammerkomponenten
Kraftstoffeinspritzdüsen, Mischer und andere Brennerkomponenten weisen komplizierte Geometrien auf, die mit herkömmlichen Methoden nur schwer und kostspielig herzustellen sind. Die additive Fertigung verändert diese Gleichung, indem sie die Realisierung funktionsoptimierter Designs ermöglicht und den Bedarf an mehrteiligen Baugruppen reduziert. Designer können hochwertige Turbinenteile mit fortschrittlichen Werkstoffen dauerhaft konstruieren und produzieren und gleichzeitig die Gesamteffizienz steigern.
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Statorschaufeln
Wie bei vielen Komponenten, die sich in der Turbomaschine befinden, müssen auch Kompressor- und Turbinen-Statorschaufeln sowie integrierte Statoren intensive thermische und strukturelle Lasten aushalten. Die Konsolidierung mehrerer Baugruppen zu einem einzigen Bauteil erhöht die Ausbeute bei der Fertigung und die Zuverlässigkeit der Komponenten, während die Integration hocheffizienter Kühlkanäle die thermische Leistung verbessert.
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Antriebsräder
Die Treibstoffeffizienz und die Lebensdauer der Geräte stehen ganz oben auf der Liste der Anforderungen an die Turbomaschine. Durch den Einsatz additiver Lösungen für die Laufradherstellung können neue Leistungsniveaus von Maschinen durch verbesserte Konstruktionsmerkmale und den Einsatz extrem temperaturbeständiger Materialien erschlossen werden. All dies kann bei gleichzeitiger Senkung der Herstellungskosten und dem Wegfall von teuren Werkzeugen mit langer Vorlaufzeit und 5-achsiger Bearbeitung erreicht werden.
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Gehäuse und Kanäle
Eine fachgerechte Abgasabführung ist für den Wirkungsgrad einer Gasturbine ebenso wichtig wie eine großzügige Zufuhr von Ansaugluft. Beides wird durch eine Kanalführung erreicht, die je nach den Anforderungen des Kunden vor Ort recht unterschiedlich sein kann. Außerdem sind die Gehäuse von Hochleistungs-Turbomaschinen aus z. T. sehr großen Einzelteilen und speziellen Materialien gefertigt und bieten je nach Funktion effiziente, komplexe Leistungsmerkmale. Die Erstellung und Wartung physischer Werkzeuge für diese Anwendungen ist kostspielig und zeitaufwändig. Demgegenüber erlaubt eine werkzeuglose Herstellung die Anpassung nach Installationsanforderungen. Auch hier vereinfacht die additive Fertigung die Erstellung von Prototypen und Produktion mit hochpräzisen Gussmodellen.
Anwenderberichte
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Kosten- und Qualitätsvergleich für ein komplexes Laufrad, hergestellt aus QuickCast-Modellen, die mittels SLA in 3D gedruckt wurden
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Optimierung der Konstruktion von Kraftstoffeinspritzdüsen und Reduzierung der Teileanzahl
Herausforderungen für Turbomaschinen bewältigen
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Anwendungsentwicklung
Die Application Innovation Group (AIG) von 3D Systems nutzt ihre jahrzehntelange Erfahrung in der additiven Fertigung, um Erstausrüster und Lieferanten bei der Entwicklung optimierter Lösungen für ihre Anwendungen zu unterstützen. Mit dem Ansatz des „Design for Additive Manufacturing“ (DFaM) können Sie schnell Teile entwickeln und produzieren, die die Industrieanforderungen immer wieder erfüllen oder übertreffen.
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Große Metallteile mit additiven Fertigungslösungen
Unsere Hardware, Software und Materialien bieten den Kunden eine beispiellose Designflexibilität, Wirtschaftlichkeit und Produktzuverlässigkeit, die von keinem anderen subtraktiven Fertigungsverfahren übertroffen wird. Von der Herstellung komplizierter, direkt gedruckter Metallteile bis hin zu extragroßen, leichten, antimonfreien Modellen für den Präzisionsfeinguss können wir Ihre Anforderungen im Turbomaschinenbereich erfüllen.
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Produktionskapazität
Mit unseren Produktionsanlagen können wir Ihre flexible Fertigung unterstützen und Ihnen einen reibungslosen Übergang vom Prototyp zur Produktion ermöglichen, während wir gleichzeitig die Kapazität und Flexibilität Ihrer Lieferkette erhöhen.
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Technologietransfer
Von der Installation über praktische Schulungen und Beratungsunterstützung bis hin zur Fähigkeit, vorqualifizierte Fertigungsprozesse für die wichtigsten Bauteile der Kunden zu entwickeln - mit 3D Systems können Hersteller von Turbinen und Turbinenteilen schnell selbst Produktionsvolumina erreichen, um Kosten zu senken und Lieferzeiten zu verkürzen. Unser engagiertes Team arbeitet mit Ihnen bei jedem Schritt zusammen, von der Vorproduktion bis zur Serienfertigung.
Wie 3D Systems Herstellern hilft, einen Wettbewerbsvorteil zu erlangen
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Designflexibilität
Mit komplexen, präzisen, besonders großen Feingussmodellen und direkt aus Metall gedruckten 3D-Komponenten, deren Herstellung bisher undenkbar war, können Merkmale wie konturnahe Kühlkanäle, neuartige Gas- und Flüssigkeitsverläufe und zu Einzelteilen zusammengefasste Baugruppen optimal für höchste Effizienz und Zuverlässigkeit gestaltet werden.
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Leistung und Wirtschaftlichkeit
Durch die Konsolidierung von Komponenten, eine höhere thermische Effizienz und eine straffere Lieferkette kann die additive Fertigung dazu beitragen, die Zuverlässigkeit und Betriebszeit zu erhöhen, die Wartungskosten zu senken, die Kraftstoffeffizienz zu verbessern und die Stromerzeugung zu steigern.
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Schnellere Markteinführung
Mit Direktmetalldruck, werkzeuglosen Feingussmodellen und den Fertigungsfähigkeiten von 3D Systems können Hersteller die Zeit zwischen Designiterationen verkürzen und so die Markteinführung beschleunigen. Nach der Installation können diese Fähigkeiten auch zur Herstellung von Teilen für Wartung, Reparatur und Instandsetzung verwendet werden, um den Bestand zu reduzieren und die Kundenzufriedenheit zu erhöhen.
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Breites Fachwissen und hohe Kompetenz
Mit der Technologie des Direktmetalldrucks und der Stereolithografie für Feingussmodelle ist 3D Systems Ihr erfahrener Beratungspartner für die Einrichtung fortschrittlicher additiver Fertigungskapazitäten mit allen Vorteilen von Komponenten, die für die additive Fertigung entwickelt wurden.
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Skalierbarkeit und Flexibilität
Mit Expertenteams, Fertigungsanlagen, Ausrüstung, Software und Materialien hilft 3D Systems Herstellern und Zulieferern von Industriegasturbinen dabei, ihre Kosten zu senken, die Leistung zu steigern und die Lieferung in jeder Phase des Produktlebenszyklus’ zu beschleunigen.
Ressourcen
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Design- und Fertigungsprozesse neu gedacht
Laden Sie dieses eBook herunter und erfahren Sie, wie Sie mit der additiven Metallfertigung die Gesamtzahl der Teile reduzieren, die Produktion rationalisieren und die Leistung der Teile erhöhen können.
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Die digitale Gießerei
Digitale Prozesse und neue additive Fertigungstechnologien können zu massiven Zeit- und Kostenersparnissen verhelfen: Produktionsabläufe, die üblicherweise Wochen dauern, können jetzt in Stunden durchgeführt werden.
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Optimierung von Flüssigkeitsströmen mittels additiver Fertigung
Erfahren Sie, wie die additive Fertigung die Probleme konventionell hergestellter Turbinenteile löst, indem Montagevorgänge entfallen, überschüssiges Gewicht entfernt wird und die Herstellung organischerer Formen ermöglicht wird.
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Auf Leistung optimiertes Design
Entwerfen, testen und produzieren Sie mit dem 3D-Druck Metallteile, wie sie mit regulären Fertigungsverfahren einfach nicht möglich sind. Fertigen Sie leichte, hochfeste Strukturen an und erschließen Sie so neue Möglichkeiten. Lesen Sie den Designleitfaden für den Metalldruck, um wertvolle Informationen zu erhalten.
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Application Innovation Group
Unser Team kann Ihnen helfen, Ihre schwierigsten Herausforderungen bei Design und Produktion mit additiven Fertigungslösungen zu bewältigen. Gemeinsam ermitteln wir Ihren Bedarf und arbeiten mit Ihnen an der Optimierung Ihrer Entwürfe, dem Prototyping, der Validierung und der Definition eines Fertigungsablaufs.