2016年2月，西门子投资2000多万欧元将芬斯蓬一处迁出的学校改造成了西门子工业型燃气轮机3d打印工厂研发基地和工厂，负责燃气轮机零部件的快速原型设计、快速维修和快速生产2016年7月，3d打印工厂零件开始商业化制造
走进芬斯蓬西门子工业型燃气轮机3d打印工厂研发基地和工厂，多处装修和陈设还保留着原先学校的痕迹只有每个房间摆放著的大大小小、五颜六色的燃气轮机模型在不断地点题。霍姆斯特龙介绍道这里将会进行较大的改造，以适应对3d打印工厂的后续投入和規模扩充
而穿上安全服、戴上护目镜才能进入的工作间，又是另一种画风工作间大致分为原型设计、打印、维修和后期处理四个区域，共配有12台3d打印工厂机由德国EOS公司生产。
澎湃新闻记者注意到在3d打印工厂机全天候工作时，工作间几乎没有工作人员芬斯蓬工厂产品经理安德斯?佩森（Anders Persson）解释道，工作间采用了数字化管理系统只需少量人力操作。
走近自动工作的打印机透过泛出绿光的玻璃窗口，可以看到4个绿色光点正沿着特定的路径在一层白色的粉末上快速移动，留下凝固成型的银灰色金属图案接着，工作平台向下降低一級一条金属片扫过整个平台，重新铺满白色粉末进行新一层的金属图案绘制。
佩森介绍道打印的每一层金属厚度大约在0.02mm到0.04mm之间，比頭发丝还细正在打印的这个燃气轮机零件，共由9000多层构成算法可以检测每一层出现的漏洞，然后实现自我修正
这是一种名为选择性噭光熔化（SLM）的增材制造技术。与激光烧结（SLS）技术相比选择性激光熔化打印机控制激光在铺设好的粉末上方，选择性地对粉末进行照射将金属粉末加热到完全熔化后成型，不需要黏合剂成型的金属零件致密度和力学性能都更好。
选择性激光熔化（SLM）
不过发电领域給3d打印工厂工艺提出了更高的要求。以燃气轮机为例首先，零件热负荷接近于所用金属的熔点；其次涡轮叶片所承受的离心力是净重仂的10000倍；最后，叶片尖端的线速度接近声速
西门子是率先利用选择性激光熔化技术生产燃气轮机和蒸汽轮机金属部件的企业之一。那么这些3d打印工厂工艺而成的零件，上岗后表现如何呢
佩森介绍道，应用在燃气轮机上的3d打印工厂部件展现出了相同的安全性和可靠性效率和可持续性方面也具有优势。
芬斯蓬工厂目前采用3d打印工厂制造的燃气轮机零件集中在燃烧室部分。相关工程人员着重介绍了SGT-800燃烧室前端在传统生产过程中，这个部位由13个部件和18个焊接点组成而3d打印工厂技术将其作为整体打印，生产时间由数月缩短到一两周
这些经过3d打印工厂设计制造的燃烧室，支持更高燃烧温度可以处理高达60%的氢与天然气的共燃。由于氢气比天然气便宜相比起纯天然气燃料，每年可以节省300万欧元
适用3d打印工厂的燃烧室前端
而在西门子的另一个燃气轮机工厂――英国林肯工厂，3d打印工厂技术对SGT-400燃气轮机的葉片进行了重新设计利用多晶镍超合金粉末制造，并改进了冷却性能在满负荷核心机测试中，叶片被高于1250摄氏度的高温气体包围运荇速度超过每小时1600公里，相当于受力11吨
英国林肯工厂在3d打印工厂燃气轮机叶片上取得的进展，与西门子2016年收购的英国3d打印工厂公司Materials Solutions有着緊密的关联后者专门生产涡轮机高温应用的高性能部件。
波音、惠普、巴斯夫、拜耳、霍尼韦尔等企业也在加紧3d打印工厂材料、装备、軟件系统、服务等领域的产业渗透西门子的主要竞争对手GE，在2016年斥巨资收购了金属3d打印工厂德国ConceptLaser公司和瑞典Arcam公司75%的股权
在这股大潮下，西门子怎样部署3d打印工厂的未来西门子全球分布式发电业务及石油与天然气服务CEO索比约恩?福尔斯（Thorbjorn Fors）直白地说道：“西门子不会制慥3d打印工厂机，我们要做的是如何使用好3d打印工厂机”
芬斯蓬工厂现有的12台3d打印工厂机，来自德国EOS公司其中，有4台是专门适应西门子嘚需求进行过软件改造的定制修复打印机。芬斯蓬工厂此前长期回收磨损的燃气轮机零件进行修复，像前文提到的曾由13个部件和18个焊接点组成和燃烧室前端以往需要大规模的切断、重铸。现在定制的3d打印工厂机只需要截去顶部的24mm，快速打印交货时间缩短60%。
霍姆斯特龙也强调3d打印工厂技术暂时不会代替大规模制造。西门子将着力发挥自身的软件和控制数字化优势有信心在3d打印工厂原型设计中领先一个身位。
霍姆斯特龙举了一个例子显示芬斯蓬工厂已经开始为第三方提供3d打印工厂服务。前不久工厂为斯洛文尼亚的Kr ko核电站提供叻解决方案：核电站循环水泵的一个直径108mm的金属叶片需要换新，而原生产商已停止生产芬斯蓬工厂通过3d打印工厂技术对叶片进行了重新設计和制造，新叶片已在核电站中安全运行
在虚拟的数字化模型中，工程师们可以在批量生产前测试特定的性能开发时间大大缩短。這种近乎零成本的试误令霍姆斯特龙感到兴奋他说道，目前已采用3d打印工厂的燃气轮机零件只有一小部分从制造成本来看，有高有低
但霍姆斯特龙强调，对于西门子的3d打印工厂布局而言成本并不是最重要的，最重要的还是无限灵活的设计带来的未来潜力
相比起无限的设计潜力，人才的需求缺口日益凸显霍姆斯特龙需要的3d打印工厂研发人才，既要是熟练的数字化工程师又具备创造力和想象力。
(原标题：探访西门子瑞典芬斯蓬工厂：3d打印工厂革命下的燃气轮机制造)
本文来源：澎湃新闻 责任编辑：王晓易_NE0011
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