“开箱即用”3D打印技术，如何节省维修成本？

零件损坏或故障的成本往往会超出销售金额的价值。西门子能源的增材制造现场维修服务（简称ADDMORE）服务旨在缩短维修时间，延长检修服务的间隔，并且增强机器和零配件的可用性。

投资遵循市场前景和基于商业推广的具体情况，因此所有者的压力是增加他们的机器寿命和加强使用的可靠性。当然，通过创新的预测性维护策略，停机故障率可以保持在最低。但是当中断产生以及预测有风险的时候，有什么解决方案呢？

迅速地管理维修和尽快使资产重新投入使用对企业是至关重要的。在发生故障或者维修的事件中，传统上，受影响有问题的零配件会被拿走并送回制造商进行维修。就涡轮机而言，例如，一台就重达上百吨，那就意味着送到制造商那里是非常复杂并且费时的操作。避免物流上的麻烦和经常发生的延误是西门子能源现场维修职务背后的理念。

这些涉及到先进的检测，对于涡流检测，使用机械化系统进行无损检测（ET），相控阵超声检测（PAUT），材料调查采用复型技术，利用小型冲孔测试和移动加工机器人进行小样本调查。然而，一些公司更创新的解决方案包括机械化电镀系统，原位涂层和微激光焊接，以及被西门子能源组称为“开箱即用”的机器人增材制造的方法（AM）。

增材制造和现场机械操作

西门子能源的增材制造现场维修服务，或者简称“ADDMORE”，提供的先进制造技术通常从制造商车间直接到发电厂是可行的。这项服务对操作工人得到电力尽快重新运作是至关重要的。通过建立一层一层的关系，增材制造在塑型上提供了巨大的灵活性。西门子能源组在其现场维修中使用了多种的增材制造方法，包括电弧增材制造（WAAM）。对电能厂组件来说，增材制造是用于制造例如转子、电机壳、定子零件等动力系统的零部件是特别合适的，因为它能够构建接近最终产品的轮廓。而机加工能提供的是高精度功能尺寸的加工。

西门子能源的现场机加工目标是促进缩短维修时间，降低成本，延长检修服务的间隔，并且增强机器和零配件的可用性。这样做是为了节省珍贵的运输时间。当零配件不再可用时，或者对恢复部件原始状态至关重要时，现场维修方法是很关键的。

激光金属沉积

对于零件保护和机械化熔覆维修，微型激光焊接，冷喷涂和激光金属沉积是特别有帮助的，其中金属粉末或者金属线层可用于任何组件。相比其它焊接工艺，激光金属沉积的质量和精准度是特别地高，但其所用的材料有一些不能应用在焊接领域。这项技术主要用于维修配件，但是它也会优化零件对抗腐蚀和磨损的性能。

激光金属沉积比其他类型的焊接工艺提供更高的质量和精度

与传统的焊接技术相比，西门子能源的“开箱即用3D打印技术”使用移动机器人系统作为增材翻新选项，使一些大小组件可以在现场被维修。这项系统由自动操作装置，粉末激光设备和一个控制系统组成。电池被运送到现场，与移动激光保护系统一起被组装，经过校准，并在短时间内工作。

西门子能源的激光熔覆技术也被用于需要维修的部件材料上

通过自动化机器人激光系统应用，材料应用的速度和准确性可以显著提高，因为它具有处理几乎所有几何体和尺寸的灵活性。

现场维修的三种场景

西门子能源的现场维护可以提供三项基本服务：转子维修日志，组件维修和转子翻新。转动设备的各个组件对耐用的和高效的运转是至关重要的。然而，任何磨损在这些组件上面都会影响到运转的安全和效率。

一名西门子能源工程师完成现场维修日志

当恢复原来记录的直径而没有轴承壳替换的时候，增材制造技术能够在不交换日志的情况下修正痕迹或者损坏点。这种维修旨在恢复原来的记录直径以确保最佳的运转。对于一次成功的修复，精确满足直径、所有其它几何尺寸和冶金性能方面要求的公差是至关重要的。这些均伴随几种无损检测方法。

当实行维修而没有可交换的完整转子的时候，在现场进行转子修复是理想解决方案。对于燃气涡轮，蒸汽涡轮或者发电机转子，它们的原始直径可能会被保留。能达到直径和其它几何尺寸的精确公差，并且满足所有的表面和材料质量要求。此外，材料的一些性能，例如硬度，能够被保留。整体来说，客户可以节省宝贵的时间和费用。

将增材制造带到土耳其

最近一次该方案的应用来自土耳其的一名发电厂运营商。现场维修组对燃气涡轮组件实行翻修，修复了计划内和计划外停机期间检测到的磨损涡轮配件。

组件需要在它原定的预期寿命之前被替换或者维修。对于这种焊接维修，任何变形都是不能被接受的。这种重修在关键路径不到五天就被完成了，相比把零件送返到工厂，现场维修是非常快的，同时总的修维修成本是更换配件费用的三分之一。

通过利用增材制造这项服务，运营商能够节省大量的成本和时间。然而，由于每个案例都是独一无二的，确切有多少不同因情况而异。同样，时间有很多变数，而停机时间取决于更换零件的可用性。如果备件有库存，能够被直接送到客户的现场，则停机的时间会是相似的。但是，如果备件不可用，交货时间有可能是好几个月。

除了节省成本和时间，增材制造现场重修策略在材料处理有另外一种优势。增材制造通过在维修中使用高质量的合金，提供了加强配件性能的时机。这些高质量的合金材料能更好地抵御腐蚀和氧化。此外，这些材料的选择是基于部件结构、操作要求或者设计要求，因此在一次维修前进行根源分析，能够保证个人的操作经验、安装措施和组件的性能都被考虑在内。

来源：荣格-《国际工业激光商情》

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