3D打印涡轮将61个零件合为一体

由于适用于使用该公司的Sapphire金属AM平台进行燃气轮机等发电组件的增材制造，Velo3D在今年7月对一种新的镍基合金Hastelloy X进行了鉴定。在获得该公司迄今为止最大的一笔订单（价值2000万美元）并筹集了4000万美元的资金后，该公告相对迅速地达成，迄今为止该公司的总投资已增至1.5亿美元。

工业燃气轮机是Velo3D的优先应用，为发电应用提供优化的材料对于推动其客户全面采用至关重要。经过Hastelloy的批准，公司迅速与Sierra Turbines和生成设计解决方案提供商nTopology合作，以3D打印材料测试了20千瓦微涡轮发动机单核的95％。该材料经过优化，具有很高的抗氧化或抗腐蚀开裂能力，从而可产生性能更佳的微型涡轮机，而维护成本更低。

图片由Sierra Turbines提供

增材制造的Aurelius Mk1磁芯的结果确实带给了使用AM优于传统制造方法的优势。零件数量从61个单独的组件减少到一个。仅此一项就不需要购买和运输各种原材料以使用不同的工艺来制造单个零件，当然也不需要组装，涉及不同的材料接头，密封件，紧固件。它还降低了后处理要求。接头的减少以及公差更小的设计能力还防止了泄漏的可能性，从而提高了发动机效率。

AM还允许设计人员建立内部机油和燃料回路，并重新考虑燃烧室中的燃料喷雾和火焰形状。通过使用nTop生成设计平台，Sierra Turbines对特定的晶格几何形状进行了建模以雾化燃料，并使用360度喷油器在燃烧室的周围均匀分布了燃料。通过从头开始重新设计，设计人员还能够使涡轮机具有更高的质量效率（将重量减轻50％），从而导致预期的推力重量比（功率密度增加10倍）明显高于现有的状态。功率类似的先进涡轮机。

关于使用AM推进设计的能力，Sierra Turbines首席执行官Roger Smith说：“我的设计团队摆脱了传统制造甚至现有的金属增材制造技术的限制，因此他们可以完全专注于定义最大化性能和差异化所需的几何形状。”

图片由Sierra Turbines提供

Velo3D蓝宝石平台，无支撑的金属3D打印以及新型的专用Hastalloy材料在很大程度上实现了这一点。来自nTopology笔记的案例研究，

“但是，使用VELO3D蓝宝石金属3D打印机以外的机器无法实现如此高的集成度。VELO3D机器中使用的非接触式重涂机刀片可无悬垂地打印低至30度的突出物，就增材制造的自由度而言，这相当于柏林墙的倒塌。”

总而言之，AM的每一项优势都有助于增加Aurelius Mk1的运行时间，大修前时间（TBO）比现有的同类涡轮机长40倍，并降低了运行成本。这绝非易事，小型涡轮发动机在大修之间平均要花费40-50小时，而Aurelius平均要花费1000多个小时，与商用飞机相当。它出色地展示了AM在工业发电应用中所能带来的不同，并带来了将AM专业硬件和软件解决方案提供商联合起来开发革命性产品的成果。