2022年4月15日,近日,資源庫獲悉,航空航天公司GE Aviation位于新加坡的工廠已獲準(zhǔn)使用金屬3D打印進(jìn)行商用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)部件維修的批準(zhǔn)。自從GE首次將增材制造納入其GE90發(fā)動(dòng)機(jī)以來,在該公司自2013年以來一直致力于開發(fā)的下一代GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)中,該技術(shù)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
GE Aviation使用3D打印來生產(chǎn)飛機(jī)零件,包括波音公司的777x 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),圖片來自波音。
2020年,波音完成了由兩臺(tái)GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力的777X噴氣式飛機(jī)的首飛,每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)配備了300多個(gè)3D打印部件。除發(fā)動(dòng)機(jī)外,GE Aviation還在為其他飛機(jī)部件部署增材制造,并于去年8月3D打印了100,000個(gè)燃油噴嘴。
目前,GE Aviation已經(jīng)在使用3D打印來修復(fù)其CF6發(fā)動(dòng)機(jī)的零件,該公司稱這是寬體飛機(jī)上最可靠、最暢銷的商用發(fā)動(dòng)機(jī)。據(jù)該公司稱,下一個(gè)目標(biāo)是部署該技術(shù)來維修其CFM56發(fā)動(dòng)機(jī)的零件,據(jù)報(bào)道該發(fā)動(dòng)機(jī)是商用航空歷史上最暢銷的發(fā)動(dòng)機(jī)。
GE9X的灰塵和碎屑測試,圖片來自通用電氣航空。
3D打印用于航空MRO
在維修使用過的零件時(shí),必須針對(duì)每個(gè)單獨(dú)的零件定制維修,因?yàn)槊總€(gè)零件在服務(wù)期間的磨損程度不同,這一功能可以通過3D打印來實(shí)現(xiàn)。用于維修的增材制造也使復(fù)雜性達(dá)到了新的水平,并在該領(lǐng)域提供了巨大的潛力。
“在供應(yīng)鏈的這一部分,我們的客戶真正重視更快的周轉(zhuǎn)時(shí)間,這就是我們正在實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),”GE AESS董事總經(jīng)理Iain Rodger說?!笆褂梦覀兊腉E Additive Concept Laser M2機(jī)器通常可以將我們修理這些飛機(jī)零件的時(shí)間減半?!?br />
GE Aviation使用MRO的3D打印的一個(gè)例子是維修飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)高速運(yùn)行且間隙很小的高壓壓縮機(jī) (HPC) 葉片。 刀片經(jīng)常磨損,需要隨著時(shí)間的推移不斷維修和更換,傳統(tǒng)上涉及到切割、焊接和研磨的漫長過程,以使零件形成合適的形狀。
為了提高HPC葉片尖端的維修效率,GE Aviation開發(fā)了一種自動(dòng)化增材制造工藝,可在人工和加工方面節(jié)省時(shí)間和成本。該過程利用圖像分析軟件繪制使用過的刀片的形狀,并為GE的Concept Laser M2 3D打印機(jī)創(chuàng)建定制指令以制造新的刀尖;然后可以通過最少的額外處理完成3D打印部件。
“與傳統(tǒng)的維修過程相比,我們的員工一天能夠維修兩倍的零件,從而提高了生產(chǎn)力,”Rodger說?!昂筇幚硭璧脑O(shè)備也更少,因此所需的占地面積減少了三分之一。 除此之外,我們目前正在評(píng)估我們將在渦輪機(jī)零件和壓縮機(jī)以外的其他組件方面做什么。
除了更快的周轉(zhuǎn)時(shí)間外,為飛機(jī)零件維修部署金屬3D打印還具有可持續(xù)的好處。
“對(duì)我來說,3D打印的顯著優(yōu)勢之一是它的可持續(xù)性,”羅杰補(bǔ)充道?!斑@將使我們能夠修理更多的零件,將更少的零件扔進(jìn)垃圾箱,使用更少的能源,產(chǎn)生更少的廢物,并且占地面積更小。維修能力是可持續(xù)發(fā)展之旅的重要組成部分。隨著行業(yè)的擴(kuò)展和新技術(shù)的開發(fā),這種情況只會(huì)增加?!?br />
GE Additive的M Line系統(tǒng)已安裝在位于俄亥俄州西切斯特的GE Aviation增材技術(shù)中心 (ATC),圖片來自 GE Additive。
在新加坡獲得MRO的3D打印批準(zhǔn)
新加坡經(jīng)濟(jì)發(fā)展局支持GE Aviation將飛機(jī)MRO的金屬增材制造引入該國的初步開發(fā)試驗(yàn)。新加坡團(tuán)隊(duì)對(duì)維修過程進(jìn)行了微調(diào),設(shè)計(jì)了有效準(zhǔn)備和打印零件的工具,然后對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了廣泛的試驗(yàn),以確保零件的質(zhì)量和安全。
2020年,GE Additive開發(fā)了一條試驗(yàn)生產(chǎn)線和自動(dòng)化粉末回收系統(tǒng),以簡化維修操作,但由于Covid-19大流行而推遲了一段時(shí)間。次年,新加坡團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備上線維修HPC葉片的全尺寸生產(chǎn)線。
GE Aviation團(tuán)隊(duì)隨后建立了一個(gè)強(qiáng)大的質(zhì)量保證流程,以確保MRO3D打印流程可以被批準(zhǔn)用于最終部件的生產(chǎn)。該工廠現(xiàn)已獲得批準(zhǔn),可將其金屬增材制造維修工藝用于商用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)零件的MRO。
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