沖擊式水輪機是水力發電的四大機型之一，轉輪是沖擊式水力發電廠的關鍵部件，但由于沖擊式水輪機轉輪是在輪轂上裝有20～25個曲面水斗，其曲面形狀非常復雜。目前國內企業研制的轉輪主要是利用國外80年代的模型轉輪型線為基礎，采用整體鑄造、人工打磨的工藝進行研制。

水輪的大挑戰

彎道超車的嘗試

安全性高的沖擊式轉輪

該項目團隊根據沖擊式轉輪的結構特點和運行工況，獨創了安全性高的增材制造結構，研發了基于機器人技術的轉輪增材制造工藝，形成了完整的、具有自主知識產權的轉輪增材制造技術。

后續的制造過程驗證了該技術的應用，大幅降低了沖擊式轉輪的制造成本、周期和難度，具有良好的經濟性，符合研發預期，市場前景廣闊。近期，增材制造沖擊式轉輪即可裝機運行，其運行的安全性、壽命和效率等將得到進一步的評估和驗證。

3D打印的最大優勢是用來制造那些傳統方式實現不了的設計，包括薄壁，復雜的形狀這樣的設計，用在汽車領域來說，可以通過3D打印經過特殊設計的冷卻系統（這樣的設計通過傳統制造工藝無法制造出來），從而實現產品更高的性能。

一般來說，鑄件尺寸越大，需要制造的砂芯數量就越多。3D打印技術用于大型鑄件砂模制造方面存在著砂芯排氣、砂芯固定，以及外冷鐵設置和固定等挑戰。

不僅如此，這些砂模在金屬鑄造過程中通常還要滿足超高溫、超厚寬斷面、高承壓、干凈、無損等要求。在這方面，voxeljet-維捷通過與泵制造商的合作成功制造了3.2噸重的佩爾頓式水輪機用葉輪。

佩爾頓式水輪機用葉輪，來源voxeljet-維捷

通過voxeljet-維捷大型工業級3D打印機VX4000一次性完成了全部工作，VX4000的打印面積為4,000 x 2,000 x 1,000 mm（長x寬x高）。打印過程為72小時，之后只需要KBL的專有涂層技術進行后期處理。