飛機發動機的LPT(低壓渦輪)葉片將成為疊加制造技術的另一項應用。
GE(通用電氣)航空已經開始推進“可選擇性的鐳射熔結”――一種現在最先進的3D打印技術,他們在7月15日對外發布,位于阿拉巴馬的工廠將成為第一家使用疊加制造技術大批量生產飛機發動機部件的工廠。
這家工廠將生產用于CFM Leap-1型發動機使用的燃油噴嘴,這一部件的核心由GE(通用電氣)制造,低壓部分由Snecma(斯奈克瑪)制造。GE(通用電氣)正在評估另一種不同的3D打印過程用于制造GE9X型發動機使用的(LPT)低壓渦輪葉片,這一發動機是波音777X選擇使用的發動機,也是目前該發動機制造商推進系統最復雜的發動機。
GE(通用電氣)的疊加制造技術的負責人葛瑞格莫里斯表示:“我認為最初的3D打印技術制造LPT(低壓渦輪)葉片會在GE9X發動機上實現。”
莫里斯被認為是GE(通用電氣)對疊加制造技術最有熱情的人,盡管有競爭對手對3D打印技術在制造飛機發動機部件中的 應用的短期前景表示懷疑。
莫里斯在90年代早期聲名大噪,碰巧那時他在GE(通用電氣)航空位于辛辛那提的總部附近。于是,一個剛起步的年輕人與工業制造巨頭建立了聯系,從最初的小型模型的合作發展到CFM型發動機燃油噴嘴的制造。最近,GE公司的最新收獲是開始決定將3D打印用于LPT(低壓渦輪)葉片的制造。
GE(通用電氣)于一年前收購了意大利的Avio(阿維奧)工廠,LPT(低壓渦輪)葉片專家從此有了一間1900平方米(20000平方英尺)的工廠專門用于疊加制造技術生產發動機部件。
Avio(阿維奧)被認為適合用于制造GE9X的LPT(低壓渦輪)葉片。Avio(阿維奧)航空的首席執行官理查德波斯卡表示:“我們正在為我們的葉片取得批準。”
Avio(阿維奧)用“電子束焊接”技術使LPT(低壓渦輪)葉片“生長”,這意味著在制造過程中沒有金屬需要被加工去除。ATI(冶天公司)在范堡羅航展中展示了一張新葉片的圖片。ATI(冶天公司)金屬公司是現在為Avio(阿維奧)及GE(通用電氣)提供制造發動機LPT 葉片的鋁化鈦的供應商。
因為其堅固、輕并能夠承受高溫,鋁化鈦是一種非常有用的發動機制造材料。但是鋁化鈦的缺點是它很難用傳統的方法被加工成最終的部件,傳統的加工方法為將液態的金屬澆注進模具,成型后切削加工掉多余的材料。
莫里斯表示:“鋁化鈦是一種眾所周知的難于被加工的材料,不僅難以被鑄造,也難以被機器切削。而“電子束焊接”是一種有效率的制造LPT(低壓渦輪)葉片的方式。”
Avio預期同時制造不同的葉片,使每個部件的后期加工減少20%的工作量。普特惠特尼與羅斯萊斯現在在使用3D技術建立模型及不關鍵的部件,如支架。
普特惠特尼與羅斯萊斯這兩家發動機制造商均預言距疊加制造技術成為飛機發動機制造的實用技術,還有數十年的時間。但是GE(通用電氣)認為,這一技術已經可以成熟,可以可靠地用于每年生產上千的燃油噴嘴或者LPT(低壓渦輪)葉片。
GE(通用電氣)航空的首席執行官戴維卓艾斯表示:“我們已經把這一技術從模型制造成功的引入了真正的疊加制造工業中。Leap-1型燃油噴嘴因為其獨特設計的內部復雜通道,只可能通過3D打印技術實現制造。”另外,他還說:“如果GE(通用電氣)真的決定用3D打印技術制造GE9X的LPT(低壓渦輪)葉片,那肯定是因為鋁化鈦材料實在是太難以被加工成成品。
更多的疊加制造技術已經距離成熟不遠了,但是這僅限于GE(通用電氣)航空。
莫里斯說:“我們可以更加瘋狂。我可以說出50個部件和我們正在關注的應用,讓每個人都覺得真的很興奮。但是我們嘗試著控制住了自己,把事情做到我們的能力范圍內。我們還需要幾年或者十幾年來讓人們像接受鑄造技術一樣接受疊加制造技術。
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