ターボ機械・タービン向け3Dプリント

設計の自由度で効率向上、排出量削減、サイクルタイム短縮を実現

ターボ機械は世界の発電を支える基幹技術である。しかし、高まる効率要求、厳格化する排出規制、水素燃料への移行が、従来の製造技術を限界まで追い込んでいる。極限温度、複雑な荷重、精巧な流れの力学は、従来手法では達成不可能な設計を必要とする。冷却効率の低さ、混合の限界、長い開発・修理サイクルが、タービン性能を制約している。

 

積層造形技術がタービン技術に新たな基準を確立

金属3Dプリント(DMLS)により、製造業者は高度な内部冷却構造、統合型バーナーおよび混合システム、水素対応燃焼ソリューション、そして劇的に短縮された開発サイクルを獲得します。EOS AM技術は商用タービンで実証済みであり、効率性、耐久性、排出削減における次の飛躍を推進するため、世界中の主要OEMから信頼を得ています。

3Dプリンターによるタービン部品の利点

05_生産性の向上

部品性能の向上

AM技術により、高度に複雑な形状と機能を一体化させた部品の製造が可能となります。冷却性能の向上、効率の向上、不良率の低減により、部品コストの削減とリードタイムの短縮を実現します。

16_knowhow

開発を加速する

CADデータから直接生産することで、設計最適化をより迅速に実現できます。ラピッドプロトタイピングと反復開発により、エンジニアリングサイクルが大幅に短縮されます。

52_個別生産

メンテナンスの最適化

AM技術は、内部冷却構造や複雑な形状を持つ部品の費用対効果の高い修理を可能にします。摩耗した部分のみを再構築することで、ダウンタイムを削減し、部品の寿命を延長します。

スペアパーツの物流を改善する

小ロットのオンデマンド生産が経済的に実現可能となる。これにより保管要件が削減され、重要部品の迅速な供給が確保される。

オンデマンドウェビナー:
ターボ機械向けシリアルAM

Siemens Energy 社、E.ON 社、EOS 社の専門家と共に、タービンのガイドベーン、バーナー、その他の部品を製造するための新常識として、アディティブ・マニュファクチャリングを導入することに成功した方法をお聞きください。タービンの性能を向上させ、二酸化炭素排出量を削減し、100%水素でのタービン運転を可能にします。

スピーカー:イリヤ・フェドロフ(シーメンス・エナジー)、トビアス・ミュラー(E.ON)、イェンス・カルナップ(EOS)

実践からのEOSプロジェクト

ターボ機械用 AM

効率向上、排出量削減、水素対応能力の実現、あるいは修理戦略の近代化を目指す場合でも、積層造形技術はターボ機械の次世代進化を牽引する基幹技術です。

 

EOSはターボ機械分野における実績あるAMパートナーです

当社はメーカーがターボ機械ポートフォリオ全体でAMを競争優位性に変えることを支援します。成功し拡張可能なタービン生産に必要なすべてを提供します:

  • 連続生産向けに設計された産業用金属AMシステム(EOS M 290、EOS M 400)

  • LPBF向けに最適化された高温超合金(IN939、IN738、ニッケル合金HX)

  • プロセス監視、検証済みパラメータ、再現性のある品質

  • OEMおよび主要サービス組織における実証済みのタービン応用事例

成功事例

マテリアルソリューションズ&シーメンス

新型タービンブレードの開発

シーメンス、マテリアル・ソリューションズ、EOSの共同開発は、産業用金属3Dプリント技術が、高応力・回転部品においても信頼性の高いソリューションであることを実証した。各チームはシーメンスNXを用いて新開発のタービンブレードを設計し、EOSシステムで製造、マテリアル・ソリューションズが生産を担当した。

  • 性能が13,000回転/分に向上した
  • 開発時間が75%短縮
  • リードタイムが50%短縮
  • 周囲温度1,250℃まで使用可能
成功事例

Siemens

AMによる迅速かつ費用対効果の高いバーナーチップ修理

シーメンスは高温バーナー先端部の修理を迅速化する手法を必要としていた。AM技術により摩耗箇所の直接再構築が可能となり、修理工程を削減し、旧式バーナーを現行設計にアップグレードできる。

  • 革新的な:古いバーナーを最新技術にアップグレード
  • 費用対効果が高い:早期に大幅なコスト削減を実現
  • –90%の修理時間短縮:劇的に高速化された修理プロセス
成功事例

Siemens

機能統合型バーナー前面

Siemensは、機能統合を特徴とするバーナーフロントの製造にEOSシステムを採用しています - Siemens NXで再設計され、EOS M 400-4で量産されます。材料はEOSNickelAlloy HXです。

  • 13個ではなく1つの単一コンポーネントとして製造される

  • 材料使用量と重量の大幅な削減

  • リードタイムが26週間からわずか3週間に短縮されました

  • 熱負荷の低減により部品寿命が向上する

成功事例

Euro-K

小型バーナー、豊富なバリエーション

ユーロK社は、気体燃料と液体燃料の両方に対応可能な高汎用性バーナーを開発した。AM最適化設計により、アルコール蒸留由来のフューゼル油といった難燃性燃料の使用さえ可能となった。

バーナーの革新的な設計により、燃焼室のサイズを20%縮小することも可能となった。

3Dプリンターによるマルチ燃料バーナー | © EOS & Euro-K
ブログ

EOS NickelAlloy IN738

付加製造ガスタービン応用における新たな時代

EOS NickelAlloy 、積層造形向けに新たに最適化されたスーパーアロイであり、加工性と高温性能を大幅に向上させます。航空宇宙およびエネルギー分野の両方で、亀裂のないLPBF製造を可能にし、より長寿命で効率的なタービン部品を実現します。

  • 信頼性の高いLPBF加工のための微細クラック低減

  • 高温強度向上 

  • 効率的で耐久性に優れたタービン部品のための設計自由度の拡大

インスピレーションを得る

EOS M4 オニキス

メタルシステム

EOS M4 ONYXは、6基の400Wレーザーと革新的な新フィルターシステムを搭載しています。様々な産業のニーズに応えるよう設計されています。

EOS NickelAlloy

金属材料

EOS NickelAlloy ビーム成形技術を採用し、割れの問題を解消。これにより高性能超合金が要求の厳しい用途向けに確実に造形可能となる。

航空業界向け3Dプリンティング

産業 | 航空

産業用3Dプリンティングは、高度な冷却機能を備えた軽量で効率的なタービン部品の実現と開発サイクルの短縮により、航空産業を推進する。

アムウェイ

シーメンス・エナジー&イーオン | 成功事例

シーメンス・エナジー、E.ONと共に、EOSは積層造形による量産化と、100%天然ガスから100%水素まで稼働可能な完全フレキシブルなガスタービンの実現に向けた「AMウェイ」を切り開いています。