インペラの新たな夜明け: エネルギー分野で金属 AM の力を解き放つ

2023 年 10 月 9 日

エネルギー業界は効率性とイノベーションを絶え間なく追求しており、パラダイムシフトを迎えています。 この変革の最前線にあるのは、金属積層造形 (3D プリンティングとも呼ばれます) の統合です。

エネルギー事業者が事業を維持する方法に革命をもたらす可能性を秘めた金属 3D プリンティングは、特に不可欠なコンポーネントであるインペラに関して、部品製造​​の課題に対するオンデマンドのソリューションを提供します。

金属 AM とインペラ: 完璧な組み合わせ

エネルギー分野の主力である遠心ポンプは、ポンプを駆動するモーターからポンプで送り出される流体にエネルギーを伝達するインペラに大きく依存しています。 従来の製造技術は信頼性がありますが、高価で時間がかかる場合があります。 金属 AM を使用すると、インペラの設計と製造は、複数の部品を XNUMX つのアセンブリに結合する合理化されたプロセスとなり、金型や工具の必要性が減ります。

Velo3D の完全に統合された金属積層造形ソリューション は、エネルギー事業者の遠心ポンプに合わせてインペラを複雑に製造できます。 実質的に 10 度までの幾何学的機能により、シュラウド付きインペラの低い角度をビルド プレートに平らに印刷することができ、その結果、インペラのバランスが取れ、数万 RPM での回転テストに合格するインペラが得られます。 さらに、Velo3D で印刷されたインペラの表面仕上げ Sapphire プリンタは、ローアングル機能の点で業界をリードしています。 内面の後処理は研磨材を使用して行うことができます。 flow より厳しい公差が必要な場合は機械加工を行ってください。

さらに、印刷に利用できる材料は、極低温ポンプから超臨界 CO2 までのアプリケーションの市場を開きます。 アルミニウム、チタン、ニッケル基超合金、ステンレス鋼がすべて利用可能になりました。 これらのソリューションは、大型 (最大直径 600 mm) のインペラにも適用されます。 その一例として、Rotating Machinery Services (RMS) の画期的な 483 mm インコネルがあります。® 718 シュラウド付きインペラ、2 度シュラウドで設計。

OEM やサプライヤーとのギャップを埋める

特殊部品の入手が遅れて業務に支障をきたす可能性がある時代は終わりました。 OEM とサプライヤーは、金属 AM テクノロジーを活用して、エネルギー業界が必要とする機敏な対応チームとなる能力を備えています。 従来のように製造されたコンポーネントを数か月待つ代わりに、オペレーターは、それより早くないにしても、数週間で部品を受け取ることができるようになりました。

さらに、オンデマンドで印刷できるため、物理的な在庫の必要性が減り、在庫コストが大幅に削減されます。 この製造ダイナミクスの変化により、運転資金が解放され、大規模な倉庫を管理する必要性が軽減され、エネルギー会社はエネルギーの生成と配電に集中できるようになります。

AM インペラによるコスト効率の向上

実際の例を使用して、もう少し詳しく見てみましょう。 中臨界の XNUMX 段遠心ポンプを考えてみましょう。 従来、このようなポンプのインペラの交換または製造は、金額だけでなくダウンタイムの面でも費用がかかる可能性がありました。 典型的なリスク低減手法は、アセンブリ全体が動作不能になるリスクを低減するために、予備のインペラをローカルに備蓄することです。

XNUMX 段遠心ポンプの簡略図。 ※画像提供: Nature.com

しかし、メタル AM テクノロジーと、交換品をすぐに印刷できる機能により、 企業は、デジタル ファイルからスペアを迅速に作成し、スペアを削減して数十万単位の節約を実現することで、ダウンタイムのリスクを軽減できます。。 迅速な所要時間と 3D プリンティングの精度の組み合わせにより、ポンプの動作中断が最小限に抑えられ、長期的には大幅なコスト削減につながります。

Velo3D のゴールデン プリント ファイル: オンデマンド製造の未来

企業が AM インペラのデジタル カタログを入手できたらどうなるでしょうか 必要に応じてすぐに製造できるようにする? Velo3D の Golden Print ファイルがその答えです。 これにより、企業は物理的なポートフォリオではなく、インペラのデジタル ポートフォリオを維持できるようになります。 ゴールデン プリント ファイルは、ロックされた安全なデジタル ファイルで、同じ幾何学的精度と材料特性で交換用インペラを印刷するために必要なすべての指示が含まれています。 これにより、製造が最適化されるだけでなく、複数の印刷にわたる一貫性も確保されます。 このファイルを Velo3D 対応サイトに送信することで、企業は最終的なポンプの目的地に近い場所で印刷でき、グローバルな冗長サプライ チェーンを活用できます。

現実には、複雑な物流と部品サプライチェーンを特徴とする世界中の業界が、需要に合わせた柔軟な製造ソリューションを必要としています。 従来の方法ではリードタイムが長くなることが多く、従来の AM システムは大規模で一貫した生産において課題に直面しています。

しかし、Velo3D の完全に統合された金属 AM ソリューションは傑出しており、比類のない品質と一貫性を備えた大規模印刷を提供することでこれらのハードルに対処します。

エネルギー産業が進化するにつれて、特にインペラやその他の重要なターボ機械などのコンポーネントに対する金属 AM の統合は、単なる選択ではなく必須となっています。

Velo3D は、先進的なソリューションとイノベーションへの取り組みにより、サプライ チェーンの効率を高め、部品の品質を確保し、生産への道を提供するソリューションを提供することで、この変革の旅をサポートする準備ができています。

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著者について

アミール・イライファル

コンテンツディレクター

Amir Iliaifar は Velo3D のコンテンツ ディレクターであり、Velo3D のグローバルなデジタル コンテンツ マーケティング イニシアチブの制作と配布を監督しています。 同社に入社する前は、大手プロ用ドローン メーカー、複数の SaaS 企業で自動車技術ジャーナリストとして働いていました。 ノースカロライナ大学チャペルヒル校でデジタルコミュニケーションの修士号を取得しています。