泵叶轮是离心泵的旋转部件，从旋转中心向外加速流体。从能源业到海运业，泵叶轮都得到了广泛的应用，且不同的应用往往需要定制不同的泵叶轮。因此，制造商通常大批量生产叶轮，以确保随时满足各类不同需求。

尽管泵叶轮随处可见，可它们造价高昂。其制造和储存成本太高，使得企业需要寻找更经济的替代品，探索增材制造技术带来的新的可能性。

Wärtsilä 的初代使用增材制造技术制造的

泵叶轮重量较常规泵叶轮减轻5%

Wärtsilä 是一个非常具有前瞻思维的企业。近200年前，Wärtsilä 成立于芬兰，为船舶和能源市场提供创新技术和生命周期解决方案，并已在该领域确立其地位。拥有如此强大的工程“基因”，该公司带头优化叶轮生产过程就不足为奇了。其远见卓识促成了使用增材制造技术制造的泵叶轮的问世，在不牺牲其坚固性的前提下，它比常规泵叶轮更轻。

该款叶轮经过了两次迭代，每次都变得更轻，且经过数百小时的测试，在标准操作下未出现破损、故障或错位问题。该泵叶轮的成功生产使得 增材制造技术降低生产成本的目标承诺离实现更近了一步。

用增材制造技术取代传统制造方法也可减少企业开支。铸造原型通常需要花费数万欧元，而使用增材制造技术，Wärtsilä 不再需要进行这道工序，备件可按需现场生产，使漫长的交货时间和昂贵的存储成本成为过去时。

Wärtsilä 第二台使用增材制造技术制造的泵叶轮

叶轮制造期间，Wärtsilä 联手Oqton旗下的金属增材仿真软件Amphyon，合作取得了一些突破性的成就，包括打印颇具生产难度的旋转部件，大大减少制造周期和后处理成本。

“事实证明，不同企业为共同目标奋斗，共享前沿专业技术成果时，其产生的力量非常强大。” Wärtsilä 增材制造专家 Francesco Trevisan说，"该叶轮已经体现了某些技术创新，并为其在船用发动机中的最终应用提供了很高的价值。我们已经生产出了此前难以想象的轻量化部件，这为增材制造在船舶工业中的更多应用打开了新思路。"

Amphyon仿真技术

该项目能取得如此成果，Amphyon 居功至伟。通过仿真模拟实际增材制造生产过程，并为用户提供模型预变形功能，从而补偿生产过程中产生的任何变形，Amphyon剔除了该过程中的所有不确定因素。

通常在没有仿真软件辅助的情况下，需要通过迭代来完善金属打印模型，即不断制造同一部件的不同版本，直到获得符合预期效果的部件。而金属增材制造的每一次迭代都成本高昂。借助 Amphyon 模拟金属增材制造过程和预变形设计模型的能力，能在减少的零件版本和降低成本的同时兼顾设计的精确性。

为了防止变形，工程师在Amphyon 上进一步调整了设计方案。Oqton Amphyon考虑了制造过程中的热应力、应力消除和支架移除，以便计算泵叶轮的翘曲。Amphyon未对复杂的晶格结构进行网格划分，而是采用了一种新的等效替代方法，大大减少了计算时间。一个普通的CAD工作站上只需 1 小时 35 分钟即可完成最终分析。Wärtsilä 通过仿真生成变形补偿或预变形的模型，从而得到一个接近原始设计的轻量化零件。

该叶轮已经体现了某些技术创新，并为其在船用发动机中的最终应用提供了很高的价值。Wärtsilä 已经生产出了此前难以想象的轻量化部件，这为在船舶工业中的更多应用打开了新思路。

通过在某实验室生产的真实比例发动机，对产出的泵叶轮进行了测试。在不同的发动机载荷下，进行了多种测量以掌握其性能。测试使用了真实的环境条件，如 120⁰C 高温和超过 2600 转/分的转速。

"通过与Oqton合作共享知识成果，我们研发出一款应用，将能源领域的增材制造应用推向了新的高度，" 项目经理 Lorenz Kropholler 称，"设计、预变形和生产领域创新工具的结合产生了一个各种性能*的零件，集诸多优点于一身，如重量最轻、性能和短至数天的交期"。

Wärtsilä 是船舶和能源市场的创新技术和生命周期解决方案的。Wärtsilä 致力于可持续技术和服务方面的创新，帮助客户不断提高其环境和经济效益。Wärtsilä 在 68 个国家的 200 多个地点分布有 17000 名敬业热情的专业人员，共同推进了我们在范围内的产业去碳化转型。2021 年，Wärtsilä 净销售总额达 48 亿欧元。

源文摘自：Oqton