Al aprovechar la tecnología de VELO 3D para microturbinas, se pueden consolidar decenas de piezas en una sola unidad. Los diseñadores pueden implementar el diseño óptimo que produzca turbinas que sean más eficientes, con una mayor densidad de potencia y un peso menor. Esto aumenta las aplicaciones donde competirán las turbinas de gas, creando una nueva ola de innovación en la generación de energía.

61 partes consolidadas en una

Beneficio de la aplicación

Una turbina de gas genera empuje o electricidad al convertir combustible líquido y aire en energía mecánica. La presión y la temperatura del aire aumentan antes de ingresar a la cámara de combustión, donde se mezcla y se enciende con combustible. La energía de la combustión luego se convierte en energía mecánica a través de la turbina, que impulsa el compresor, así como las aspas del ventilador (para el empuje) o el generador (para la electricidad).

Tradicionalmente fabricadas mediante una combinación de fundición, mecanizado de 5 ejes, soldadura fuerte o decenas de subcomponentes, las turbinas de gas tienden a ser complejas, caras y difíciles de fabricar.

Sin embargo, al aprovechar la tecnología de VELO 3D , se pueden consolidar docenas de piezas en una sola unidad. Los diseñadores pueden implementar el diseño óptimo que produzca turbinas que sean más eficientes, con una mayor densidad de potencia y un peso menor. Esto aumenta las aplicaciones donde competirán las turbinas de gas, creando una nueva ola de innovación en la generación de energía.

Desafíos del diseño de microturbinas

Para lograr un mayor rendimiento de la turbina de gas, los diseñadores buscan optimizar muchas variables: temperatura de combustión, presión de combustión, mezcla de combustible y técnicas avanzadas de enfriamiento de álabes de turbina. Esto conduce a un diseño óptimo que contiene canales internos complejos, paredes delgadas y estructuras de celosía complejas.

Para fabricar estos dispositivos tradicionalmente, los ingenieros utilizan un proceso de fabricación de varios pasos que compromete muchas de estas geometrías y características óptimas, es manual intensivo y lleva mucho tiempo.

Fabricación aditiva convencional

Los sistemas de AM convencionales luchan con la impresión de turbinas de gas por varias razones. Primero, los sistemas convencionales luchan con geometrías de piezas que crean ángulos de menos de 45 grados (entre la pieza y la placa de construcción). Esto significa que a medida que las superficies alcanzan ángulos horizontales, las impresoras convencionales requieren soportes para sujetar la pieza y evitar deformaciones. Para muchas turbinas de gas, los soportes no son una opción, ya que resultaría imposible de quitar.

Además, las impresoras convencionales no pueden imprimir piezas de mayor relación de aspecto que puedan mejorar la transferencia de calor. Imprimir con una relación de aspecto superior a 8: 1 aumenta el riesgo de colisión de la pieza con la hoja de repintado (el mecanismo responsable de aplicar una nueva capa de polvo para construir la pieza). Los diseños que presentan paredes delgadas e incluso algunas estructuras de celosía serían riesgosos de imprimir en estos sistemas.

Por estas razones, las impresoras convencionales tienden a imprimir diseños con superficies accesibles, como soportes. Para imprimir diseños con geometrías internas complejas y características de paredes delgadas, los diseñadores e ingenieros están recurriendo a la solución más avanzada del mercado.

Soporte VELO 3D Procesamiento sin soporte

La fusión de lecho de polvo metálico sin soporte de VELO 3D  brinda la capacidad de imprimir superficies horizontales (hasta cero grados entre la pieza y la placa de construcción) sin soportes y con un acabado de superficie de alta calidad, eliminando la necesidad de postprocesar estructuras de soporte internas. Esto logra canales internos y rutas de flujo de mucha mayor calidad para gases o fluidos.

Además, el repintador sin contacto de VELO 3D flota sobre el lecho de polvo, lo que reduce el riesgo de colisión de una pieza. La solución VELO 3D también cuenta con sensores que monitorean continuamente la altura de la pieza y el lecho de polvo para asegurar una capa uniforme de polvo y prevenir colisiones de repintado. Esto significa que los diseñadores pueden imprimir una relación de aspecto de hasta 3000: 1 (prácticamente sin límites) en la solución VELO 3D . Las paredes delgadas de hasta 300 micrones de espesor, combinadas con la capacidad de relación de aspecto alta, desbloquean muchos diseños nuevos que optimizan la transferencia de calor.

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CASO DE ESTUDIO: Sierra Turbines impulsa la innovación para las microturbinasENTRADA EN EL BLOGImpresión 3D de la pieza de metal «imposible»

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