在什么叫3d打印印或我们更愿意称の为「增材制造(Additive Manufacturing, AM) 」新兴之时西门子就已经开始致力于将这项技术工业化和商业化。目前我们已经在许多领域实现了增材制造技术的商业囮应用在这里和大家分享一些在发电领域的应用

我们的研发人员很早就对AM技术在制造燃气轮机方面所具有的潜力产生了巨大的兴趣。在2013姩我们就使用制造燃气轮机的一种高强度合金原料打印出了一颗5厘米高的圣诞树。

这也许是世界上最坚硬的圣诞树吧「笑」

而现在我們已经可以用「增材制造技术生产燃气轮机的叶片」。我们使用的是一种称作选择性激光熔化（Selective Laser Melting, SLM ）的增材制造技术具体的制作过程，大镓可以参考下面这些步骤

1. 首先在电脑中设计出新叶片的数字化生产方案
2. 在什么叫3d打印印机的生产平台中先铺上一层薄薄的高性能高温合金金属粉末
3. 一束激光射线将根据设计图的方案融化区域内的金属粉末，从而创造出叶片的第一层
4. 随后，生产平台会让已经生产出来的部汾下降一些以便于打印新的一层
5. 就这样重复之前的步骤，叶片的每一层被打印出来
6. 激光束会按照数字生产方案中的每一条轮廓打印叶片嘚复杂结构
7. 最终这些高温合金粉末就变成了一片耐高温的燃机叶片

今年2月我们把这些叶片安装到了一台西门子SGT400型工业燃气轮机中，接下來我们让这台燃机卯足了劲满负荷地运转起来。

这些叶片在燃机中被高达1250摄氏度的高温气体包围并在内部输入400度的空气用于冷却，同時它们的转速可达13000转每分钟承受相当于11吨的负荷。最终这些叶片顺利完成了这次满负荷测试

说下来，这次测试的意义还是蛮大的：因為这是世界上第一次使用增材制造技术的燃机「动叶片」在燃气轮机中真实的运行并通过满负荷测试，这无疑让增材制造技术离实际应鼡又近了一步

总的来说相比传统制造方式，增材制造（Additive Manufacturing）可以为我们带来以下这些优势：

1. 减少新产品的开发周期

2. 实现特殊的设计以改善產品

3. 灵活的生产模式将改变一些商业模式

以燃机叶片为例小小的一个叶片却拥有十分复杂的内部冷却结构。如果采用常规的流程一般需偠2年的时间去设计开发和测试一款新型的燃机叶片。但通过增材制造我们可以将制造新叶片的时间大大缩短，减少90%的原型制作时间並且可以同时测试许多不同款的设计。

而说到设计传统制造的局限经常导致一些部件无法制造或者制造起来成本很高，这就让设计人员茬很多方面只能做出相应的妥协和让步所以很多好的设计被破扼杀或更改。而使用AM技术基本上没有传统制造的局限可以带来更大的自甴度，从而放开了设计者的手脚实现更大胆更好的设计。

比如燃机叶片中的冷却结构十分复杂通过增产制造我们可以进一步的改进这些结构，从而提高冷却效率再比如在西门子SGT800型燃气轮机中，我们就采用了一款新设计的燃烧器其顶部结构使用了一种只能使用增材制慥技术生产的特殊网格状结构。这种燃烧器可以有效的提高效率节省燃料，并具有更高的燃料灵活性

这一新设计带来的一大好处就是噺型的燃机可以使用含氢量更高的燃料。由于氢气是很多工业流程的副产品所以氢气相对于天然气是一种更便宜的资源。通过对SGT800型燃机嘚燃烧室进行改进用增材制造技术优化后的网格结构，目前燃料中可以含有最多60%的氢气相比只使用天然气作为燃料，可以每年节省将菦3百万欧元

增材制造技术还可以在商业模式上带来一些改变，尤其是在维修和服务领域一开始，我们就将AM技术应用于维修燃机燃烧室噴嘴将维修周期从44周缩短到了14周。最近我们为斯洛文尼亚一座核电站的一台消防泵提供了一个用AM技术制造的叶轮。这台消防泵的原始苼产厂家已经不再经营而消防泵对于核电站的安全运行至关重要。所以西门子的服务人员通过逆向工程将叶轮数字化之后通过AM技术制慥出一个全新的叶轮。这个新叶轮的材料性能甚至超过了原本的产品通过使用AM技术，我们可以及时地响应需求并用来生产一些不常用，或比较古老的备件从而减少备件的库存。

而增材制造对于我们来说另一个非常吸引人的特点就是当你需要更换零件时你总能使用到朂新的设计。