3D-Druck für Turbomaschinen und Turbinen

Turbomaschinen sind das Rückgrat der weltweiten Stromerzeugung. Steigende Effizienzanforderungen, strengere Emissionsvorschriften und die Umstellung auf Wasserstoff als Kraftstoff bringen jedoch die konventionelle Fertigung an ihre Grenzen. Extreme Temperaturen, komplexe Belastungen und komplizierte Strömungsdynamiken erfordern Konstruktionen, die mit herkömmlichen Methoden nicht realisierbar sind. Ineffiziente Kühlung, Einschränkungen bei der Vermischung und lange Entwicklungs- oder Reparaturzyklen schränken die Leistung von Turbinen ein.

AM beseitigt diese Hindernisse und setzt neue Maßstäbe für die Turbinentechnologie.

Mit dem Metall-3D-Druck (DMLS) profitieren Hersteller von fortschrittlichen internen Kühlarchitekturen, integrierten Brennern und Mischsystemen, wasserstofftauglichen Verbrennungslösungen und deutlich kürzeren Entwicklungszyklen. Die EOS AM-Technologie hat sich in kommerziellen Turbinen bewährt und wird von führenden OEMs weltweit geschätzt, um den nächsten Sprung in Sachen Effizienz, Langlebigkeit und Emissionsreduzierung zu erzielen.

Vorteile von 3D-gedruckten Turbinenteilen

05_Produktivitätssteigerung

Teil verbessern

Leistung

AM ermöglicht die Herstellung hochkomplexer Geometrien mit integrierter Funktionalität. Eine bessere Kühlleistung, höhere Effizienz und geringere Ausschussraten senken die Teilekosten und verkürzen die Vorlaufzeiten.

16_Knowhow

Beschleunigen

Entwicklung

Mit der direkten CAD-basierten Fertigung lassen sich Designoptimierungen schneller umsetzen. Rapid Prototyping und iterative Entwicklung verkürzen die Entwicklungszyklen erheblich.

52_individuelle_Produktion

Optimieren

Wartung

AM ermöglicht die kostengünstige Reparatur von Teilen mit internen Kühlstrukturen und komplexen Merkmalen. Durch die Erneuerung nur der verschlissenen Teile werden Ausfallzeiten reduziert und die Lebensdauer der Komponenten verlängert.

Ersatzteile verbessern

Teile-Logistik

Die bedarfsgerechte Fertigung kleiner Losgrößen wird wirtschaftlich rentabel. Dadurch werden die Lageranforderungen reduziert und die schnelle Verfügbarkeit kritischer Teile sichergestellt.

3D-Druck-Anwendungen in der Turbomaschinenindustrie

3D-gedruckter Brenner zur Flammenbehandlung | © EOS
polierte 3D-gedruckte Turbinenschaufeln | © EOS
Zwei 3D-gedruckte Turbinenschaufeln | © EOS
3D-gedruckter Multi-Brennstoff-Brenner | © EOS & Euro-K

On-Demand-Webinar: Serielle additive Fertigung für Turbomaschinen – „
“

Erfahren Sie von Experten von Siemens Energy, E.ON und EOS, wie wir Additive Manufacturing erfolgreich als neuen Standard für die Herstellung von Turbinenleitschaufeln, Brennern und weiteren Teilen etabliert haben. Steigerung der Turbinenleistung, Verringerung der CO₂-Fußabdruck und ermöglicht den Turbinenbetrieb mit 100 % Wasserstoff.

Referenten: Ilya Fedorov, Siemens Energy | Tobias Müller, E.ON | Jens Karnapp | EOS

Jetzt registrieren

EOS-Projekte aus der Praxis

AM für Turbomaschinen

Ob Sie nun die Effizienz steigern, Emissionen reduzieren, Wasserstofffähigkeit ermöglichen oder Reparaturstrategien modernisieren möchten – die additive Fertigung ist die Schlüsseltechnologie, die die nächste Evolutionsstufe der Turbomaschinen vorantreibt.

 

EOS ist Ihr bewährter AM-Partner für Turbomaschinen

Wir versetzen Hersteller in die Lage, AM zu einem Wettbewerbsvorteil für ihr gesamtes Turbomaschinenportfolio zu machen. Wir liefern alles, was für eine erfolgreiche, skalierbare Turbinenproduktion erforderlich ist:

  • Industrielle Metall-AM-Systeme für die Serienfertigung (EOS M 290, EOS M 400)

  • Für LPBF optimierte Hochtemperatur-Superlegierungen (IN939, IN738, NickelAlloy HX)

  • Prozessüberwachung, validierte Parameter und reproduzierbare Qualität

  • Bewährte Turbinenanwendungen bei OEMs und führenden Dienstleistungsunternehmen

  • Umfassender technischer Support von Additive Minds und Ökosystempartnern

ERFOLGSGESCHICHTE

Material Solutions & Siemens

Entwicklung einer neuen Turbinenschaufel

Die Zusammenarbeit zwischen Siemens, Material Solutions und EOS zeigt, dass der industrielle 3D-Metalldruck auch für hochbelastete, rotierende Bauteile eine zuverlässige Lösung ist. Gemeinsam entwickelten die Teams eine neue Turbinenschaufel mit Siemens NX, die auf EOS-Systemen hergestellt und von Material Solutions gefertigt wurde.

  • Die Leistung stieg auf 13.000 U/min.
  • 75 % kürzere Entwicklungszeit
  • 50 % schnellere Durchlaufzeit
  • Kann bei Umgebungstemperaturen von bis zu 1.250 °C verwendet werden
ERFOLGSGESCHICHTE

Siemens

Brennerfronten mit funktionaler Integration

Siemens setzt auf ein EOS-System zur Herstellung von Brennerfronten mit Funktionsintegration - neu konstruiert mit Siemens NX und in Serie gefertigt auf einer EOS M 400-4 aus EOS NickelAlloy HX.

  • Hergestellt als eine einzige Komponente anstelle von 13

  • Deutlich reduzierter Materialverbrauch und Gewicht

  • Die Vorlaufzeit wurde von 26 Wochen auf nur 3 Wochen reduziert.

  • Reduzierte thermische Belastung erhöht die Lebensdauer der Komponenten

ERFOLGSGESCHICHTE

Siemens

Schnelle, kostengünstige Reparatur von Brennerspitzen durch AM

Siemens benötigte eine schnellere Methode zur Reparatur von Hochtemperatur-Brennerspitzen. AM ermöglicht den direkten Wiederaufbau verschlissener Bereiche, reduziert die Reparaturschritte und rüstet ältere Brenner auf aktuelle Designs auf.

  • Innovativ: Ältere Brenner auf den aktuellen Stand der Technik gebracht
  • Kosteneffizient: frühzeitige, erhebliche Kosteneinsparungen
  • –90 % Reparaturzeit: deutlich schnellerer Reparaturprozess
ERFOLGSGESCHICHTE

Euro-K

Kleine Brenner, große Vielfalt

Euro-K hat einen äußerst vielseitigen Brenner entwickelt, der sowohl gasförmige als auch flüssige Brennstoffe verarbeiten kann. Die AM-optimierte Geometrie ermöglicht sogar die Verwendung anspruchsvoller Brennstoffe wie Fuselöle aus der Alkoholdestillation.

Das innovative Design des Brenners ermöglichte außerdem eine Verkleinerung der Brennkammer um 20 %.

3D-gedruckter Multi-Brennstoff-Brenner | © EOS & Euro-K
BLOG

EOS NickelAlloy IN738

Eine neue Ära für additive Gasturbinenanwendungen

EOS NickelAlloy ist eine neu optimierte Superlegierung für die additive Fertigung, die die Verarbeitbarkeit und die Hochtemperatureigenschaften erheblich verbessert. Sie ermöglicht eine rissfreie LPBF-Produktion und langlebigere, effizientere Turbinenkomponenten sowohl in der Luft- und Raumfahrt als auch in Energieanwendungen.

  • Reduzierte Mikrorissbildung für zuverlässige LPBF-Verarbeitung.

  • Verbesserte Hochtemperaturfestigkeit 

  • Größere Gestaltungsfreiheit für effiziente, langlebige Turbinenteile

Weitere Themen

EOS M4 ONYX

Metall-System

EOS M4 ONYX ist mit sechs 400-W-Lasern und einem revolutionären neuen Filtersystem ausgestattet. Es wurde entwickelt, um den Anforderungen verschiedener Branchen gerecht zu werden.

Mehr lesen

EOS NickelAlloy

Metallmaterial

EOS NickelAlloy nutzt Strahlformung, um Probleme mit Rissbildung zu beseitigen und diese leistungsstarke Superlegierung für anspruchsvolle Anwendungen zuverlässig druckbar zu machen.
Mehr lesen

3D-Druck für die Luftfahrt

Branche | Luftfahrt

Der industrielle 3D-Druck fördert die Luftfahrt, indem er leichtere, effizientere Turbinenkomponenten mit fortschrittlicher Kühlung und schnelleren Entwicklungszyklen ermöglicht.
Mehr lesen

DER AM-WEG

Siemens Energy & Eon | ERFOLGSGESCHICHTE

Gemeinsam mit Siemens Energy und E.ON ebnet EOS den Weg für die additive Serienfertigung und vollständig flexible Gasturbinen, die mit 100 % Erdgas bis 100 % Wasserstoff betrieben werden können.

Mehr erfahren