В СПбПУ создают газовую турбину с помощью 3D-принтера

Специалисты Санкт-Петербургского политехнического университета имени Петра Великого в конце 2016 года представили доклад об использовании 3D-печати при изготовлении турбодетандера (турбины, работающей на перепаде давления газа) для электрических газовых генераторов. С помощью 3D-печати и новых конструктивных решений ученым удалось снизить максимальное напряжение внутреннего диска турбины на 25%.

Актуальность исследования

— Россия — лидер по запасам и объемам добычи природного газа, чистейшего природного источника энергии, — говорят в СПбПУ. — Мы поставляем газ во многие европейские страны. Поэтому модернизация газотранспортной системы (ГТС) страны является одной из важнейших социальных и экономических задач.

Представители Политеха уверены, что важной частью модернизации ГТС является внедрение новых производственных процессов и материалов, позволяющих, например, сделать детали газовых генераторов максимально дешевыми и эффективными.

Исследования проводились в рамках федеральной целевой программы по развитию научно-технологического комплекса России на 2014–2020 гг. Достоверность полученных результатов достигнута благодаря использованию программного обеспечения ANSYS WB.

Выводы

Новая турбина, изготовленная с помощью 3D-печати, способна вызывать значительное падение давления при низком расходе природного газа. Это позволяет генератору работать с повышенным КПД и номинальной мощностью 1 Квт. Ученые пришли к выводу, что разработанная конструкция составного диска с пластмассовыми элементами, «обладает достаточной прочностью и может служить в качестве материала, альтернативного стали».

Результаты тестов пластиковых частей турбины.

Для производства деталей (в частности, составного диска турбины) применяли пластик Nylon 12. Однако в СПбПУ также отметили, что если вместо нейлона и технологии FDM использовать SLA принтеры компании 3D Systems, то можно добиться лучшего качества поверхностей готовых изделий и большей жесткости. В качестве альтернативного материала говорится о фотополимере Accura Xtreme Plastic. Кроме того, детали, созданные из этого материала способны выдерживать температуры от -30 °C до 65 °C.

Действующий прототип генератора с использованием 3D-печатных компонентов в настоящее время проходит испытания в пригороде Санкт-Петербурга.

Ознакомиться с полным текстом отчета об испытаниях, опубликованным в Международном журнале научного образования, вы можете по ссылке (формат pdf, язык английский).


Globatek.3D — экспертный центр по консалтингу и внедрению аддитивных систем в производственные и научно-исследовательские цепочки. Если ваше предприятие планирует покупку профессионального 3D-принтера, позвоните по телефону +7 494 646-15-33, и наши специалисты предоставят вам всю необходимую информацию.