Siemens optimiza las turbinas de gas gracias a la impresión 3D

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La fabricación aditiva está revolucionando el desarrollo y la producción de componentes, no solo en la industria de la automoción o en la aeroespacial, sino también en el sector energético. La impresión 3D produce casi cualquier estructura a partir de polímeros, metales o materiales cerámicos, y permite acelerar la creación de prototipos, mejorar el diseño y acortar la incorporación de nuevos componentes y dispositivos al mercado. Consciente de sus ventajas, Siemens, compañía global líder en tecnología, emplea ya la impresión 3D con el fin de optimizar sus turbinas de gas.

La multinacional ha desarrollado un proyecto piloto para la fabricación aditiva de piezas complejas que ha revolucionado el desarrollo, la fabricación y la reparación de turbinas de gas. Esta iniciativa se ha puesto en marcha en la planta que tiene Siemens en Finspång, Suecia, donde la compañía ha invertido recientemente 20 M€.

Quemador de gas impreso en 3D por Siemens para la turbina de gas SGT-700 que opera en la central eléctrica de ciclo combinado de Philippsthal
Quemador de gas impreso en 3D por Siemens para la turbina de gas SGT-700 que opera en la central eléctrica de ciclo combinado de Philippsthal

Como parte de este proyecto, se ha empleado una impresora 3D con cuatro láseres, desarrollada conjuntamente por Siemens y el fabricante EOS, para producir un quemador en una única pieza. Con la fabricación convencional se requerían 13 piezas individuales y 18 soldaduras. De esta manera, se ha reducido la tolerancia al error durante la producción y mejorado notablemente el diseño ya que, entre otros aspectos, la pieza pesa ahora un 25% menos.

Tras la producción en 3D del quemador, se instalaron 18 piezas en la turbina de ciclo combinado de Philippsthal, Alemania, en julio del pasado año. Este verano, después de más de un año de operación, se ha realizado la inspección principal con resultados positivos, ya que, tras más de 8.000 horas de operación, los quemadores no han sufrido prácticamente ningún desgaste. Este proyecto ha marcado un hito en el camino hacia la implementación de la impresión 3D en la industria energética. Hoy Siemens puede realizar este proceso en tan solo varias semanas, cuando de la manera convencional se alargaba casi un año.

 

La fabricación aditiva, sinónimo de rapidez y sostenibilidad

La fabricación aditiva permite la creación rápida de prototipos, reduce los tiempos de producción en un 75% en comparación con la metodología tradicional. Por este motivo, los modelos producidos con FA se emplean cada vez más para probar ciertas propiedades antes de que la pieza se produzca en serie. Otro de los beneficios de la impresión 3D para la industria energética es su sostenibilidad. Este tipo de fabricación consume hasta un 65% menos de recursos y, al utilizar únicamente el material requerido, se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero hasta un 30%. Además, permite, de forma generalizada, fabricar componentes con una vida útil más larga.

Siemens tiene la intención de ayudar a impulsar este rápido crecimiento mediante el desarrollo de productos de próxima generación, servicios de ingeniería y soluciones digitales. La compañía tiene planes para hacer que la producción de FA sea aún más flexible. En un futuro cercano, las impresoras 3D estarán ubicadas en cada uno de los centros de servicios de Siemens con el fin de imprimir recambios y piezas a nivel local acortando exponencialmente los tiempos, e incluso se podrá producir una pieza de repuesto antes de que se origine un deterioro.