汽轮机304L空心静叶片3D打印研制

梅林波，王 煜，张红梅

(上海电气电站设备有限公司汽轮机厂，上海 200240)

金属3D打印技术已经成为当前世界主要制造大国实施技术创新、提振本国制造业的重要着力点。激光选区熔化(Selective Laser Melting，SLM)作为金属3D打印技术的典型代表，是一种新型的激光快速成型工艺，其基于分层、叠加累积原理，使用高功率激光逐层熔化金属粉末，从而实现金属零件的快速制造，成型过程不需要复杂的工装模具[1-2]。国际上，目前西门子、GE等行业巨头正积极在能源领域进行金属3D打印技术布局。国内金属3D打印技术在汽轮机零部件的设计、制造与应用方面尚属空白。基于此，上海汽轮机厂(上汽厂)与上海探真激光技术有限公司(上海探真)合作，成功试制出407 mm的SLM工艺3D打印304L不锈钢空心静叶片样件，并完成了136支304L不锈钢空心静叶片产品的打印、后处理以及评估。目前3D打印的空心静叶片产品已成功应用于垃圾焚烧发电项目，实现了3D打印技术在汽轮机行业中的首次应用尝试。与传统铸造空心静叶片相比，3D打印空心静叶片在降低模具成本的基础上，有效缩短了产品生产周期，有力保证了有品质的透平产品交货期。

1 空心静叶片产品信息

空心静叶片通常采用精密铸造或钢板压形、焊接的制造方式。为了在空心静叶片上运用金属3D打印技术，此次研究为其量身设计了三维UG模型，如图1所示。该空心静叶片长度为407 mm，材料为304L，叶片为空心结构，有效厚度为3 mm，内弧侧均布一定数量的小尺寸疏水孔，这给3D打印工艺带来一定的挑战。……