Im Test überprüfte Siemens mehrere per 3D-Druck hergestellte Turbinenschaufeln mit konventionellem Schaufeldesign. Die Bauteile wurden dabei 13.000 Umdrehungen in der Minute und Temperaturen von über 1250 °C ausgesetzt. Zusätzlich testete Siemens ein mit Additive Manufacturing gefertigtes neues Schaufeldesign mit einer verbesserten internen Kühlungsgeometrie.
Gedruckte Komponenten unter Extrembedingungen
Die verwendeten Schaufeln wurden bei Materials Solutions, dem kürzlich erworbenen Unternehmen im britischen Worcester gefertigt. Materials Solutions ist spezialisiert auf die Fertigung von hochleistungsfähigen Bauteilen für Hochtemperaturanwendungen bei Turbomaschinen. Hier entscheiden Genauigkeit, Oberflächenbeschaffenheit und Materialqualität über die Leistungsfähigkeit der Komponenten.
Die Turbinenschaufeln wurden in einer industriellen Gasturbine des Typs SGT-400 mit einer Leistung von 13 MW installiert. Die gedruckten Turbinenschaufeln werden aus einer pulverförmigen, hochtemperaturbeständigen Superlegierung mit polykristallinem Nickel hergestellt. Die Schaufeln widerstehen so dem hohen Druck sowie den enormen Temperaturen und Fliehkräften, die beim Turbinenbetrieb entstehen.
Bei Volllast dreht sich jede der Schaufeln mit einer Geschwindigkeit von über 1600 km/h und trägt dabei die Last von 11 Tonnen, was dem Gewicht eines vollbeladenen Londoner Doppeldeckerbusses entspricht. Außerdem sind die Schaufeln von 1250 °C heißem Gas umgeben und werden mit über 400 °C heißer Luft „gekühlt“
