GE航空在新加坡獲得批準(zhǔn)，用增材制造技術(shù)維修飛機(jī)發(fā)動機(jī)部件

2022年4月2日，南極熊獲悉，GE航空位于新加坡的工廠已成為首個獲準(zhǔn)的工廠，使用增材制造技術(shù)維護(hù)、修理和大修（MRO）商用噴氣發(fā)動機(jī)部件。

GE航空新加坡發(fā)動機(jī)服務(wù)（GE AESS）的相關(guān)負(fù)責(zé)人Chen Keng Nam說："這項顛覆性的技術(shù)可以用于很多領(lǐng)域，而不僅僅是航空領(lǐng)域�，F(xiàn)在，設(shè)計師們正在利用這種能力來生產(chǎn)以前用傳統(tǒng)方法無法想象或制造的新設(shè)計。"

△GE航空已經(jīng)使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)飛機(jī)零部件，包括在波音公司的777x噴氣發(fā)動機(jī)中（如圖），圖片來自波音公司

GE航空的3D打印技術(shù)

自從通用電氣首次在GE90發(fā)動機(jī)內(nèi)采用增材制造以來，增材制造在下一代GE9X發(fā)動機(jī)的開發(fā)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，通用電氣自2013年以來一直在研究這款發(fā)動機(jī)。

2020年，波音公司完成了由兩臺GE9X發(fā)動機(jī)驅(qū)動的777X噴氣機(jī)的首次飛行，這兩臺發(fā)動機(jī)都配備了300多個3D打印部件。除了發(fā)動機(jī)，GE航空也在為其他飛機(jī)部件部署增材制造，并在去年8月交付了第10萬個3D打印LEAP發(fā)動機(jī)燃料噴嘴。

△LEAP發(fā)動機(jī)燃料噴嘴

關(guān)于維修，GE航空已經(jīng)在使用3D打印技術(shù)修復(fù)CF6發(fā)動機(jī)的部件，這是寬體飛機(jī)上最可靠和最暢銷的商用發(fā)動機(jī)。據(jù)稱，他們的下一個目標(biāo)是將增材制造技術(shù)用于維修CFM56發(fā)動機(jī)的部件，據(jù)說這是商業(yè)航空史上最暢銷的發(fā)動機(jī)。

△對GE9X的灰塵和碎片的測試，照片來自GE航空

用于航空航天維修的3D打印

在維修舊零件時，由于每個零件在使用過程中的磨損程度不同，維修必須為每個零件量身定做，這種能力可以通過3D打印來實現(xiàn)。用于維修的增材制造還能實現(xiàn)新的復(fù)雜程度，并在這一領(lǐng)域提供巨大的潛力。

GE AESS的總經(jīng)理Iain Rodger說："在供應(yīng)鏈的這一部分，我們的客戶重視更快的周轉(zhuǎn)時間，而這正是我們正在實現(xiàn)的。使用我們的Concept Laser M2 金屬3D打印機(jī)，通�？梢詫⑽覀冃蘩磉@些飛機(jī)零件的時間縮短一半。"

GE航空使用3D打印的一個例子是維修高壓壓縮機(jī)（HPC）葉片，這些葉片在飛機(jī)發(fā)動機(jī)內(nèi)高速運行，間隙很窄。這些葉片受到定期的磨損，需要長期持續(xù)的維修和更換，傳統(tǒng)上涉及到一個漫長的切割、焊接和研磨的過程，以創(chuàng)造適當(dāng)?shù)牧慵�形狀�?br />
為了使HPC葉片尖端的維修更加有效，GE航空已經(jīng)開發(fā)了一種自動化的增材制造工藝，在勞動力和加工方面節(jié)省了時間和成本。該工藝?yán)�用一個圖像分析軟件，映射出舊刀片的形狀，并為GE的Concept Laser M2 3D打印機(jī)創(chuàng)建定制指令，以制造一個新的葉片尖端。然后，3D打印的部件可以用最少的額外加工完成。

Rodger表示："生產(chǎn)率提高了，與傳統(tǒng)的維修過程相比，我們的員工能夠在一天內(nèi)維修兩倍的零件。后處理所需的設(shè)備也更少，因此所需的地面空間減少了三分之一。除此之外，我們目前正在評估我們在渦輪機(jī)部件和壓縮機(jī)以外的其他部件方面要做什么�！�

除了更快的周轉(zhuǎn)時間，為飛機(jī)零件維修部署金屬3D打印也有可持續(xù)的好處。

Rodger補(bǔ)充說："對我來說，增材制造的重要優(yōu)勢之一是它的可持續(xù)性，這將使我們能夠修理更多的零件，并將更少的零件扔進(jìn)垃圾箱，使用更少的能源，產(chǎn)生更少的廢物，并具有更小的碳足跡。維修能力是可持續(xù)發(fā)展歷程中的一個重要部分。隨著行業(yè)的擴(kuò)大和新技術(shù)的發(fā)展，這只會增加"。

△GE 增材公司的M生產(chǎn)線系統(tǒng)已經(jīng)安裝在GE航空增材制造技術(shù)中心（ATC），照片來自GE Additive

在新加坡獲得增材制造維修的批準(zhǔn)

新加坡經(jīng)濟(jì)發(fā)展委員會支持GE航空將飛機(jī)維修的金屬增材制造引入國內(nèi)。此外，新加坡團(tuán)隊對維修過程進(jìn)行了微調(diào)，設(shè)計了有效準(zhǔn)備和打印零件的工具，然后對3D打印技術(shù)進(jìn)行了廣泛的試驗，以確保零件的質(zhì)量和安全。

2020年，GE增材公司開發(fā)了一條試驗性生產(chǎn)線和自動化粉末回收系統(tǒng)，以簡化維修操作，然而這被新冠疫情大流行病推遲了一段時間。第二年，團(tuán)隊準(zhǔn)備啟用用于維修HPC葉片的全尺寸生產(chǎn)線。

GE航空新加坡團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，利用Concept Laser M2金屬3D打印機(jī)，不僅可以利用更少的地面空間更快地修復(fù)部件，而且修復(fù)后的葉片非常接近最終的理想形狀，實現(xiàn)成品部件所需的勞動力和設(shè)備大大減少。

Ngiam說："增材制造為我們提供了速度和生產(chǎn)力，所需的地面空間更少，我們對如何最好地將M2金屬3D打印機(jī)整合到維修線的其他部分進(jìn)行了大量的仔細(xì)考慮。我們完成了一項評估，即哪些維修部分我們應(yīng)該不做，哪些部分可以從增材制造中受益，以及我們需要對維修流程進(jìn)行哪些其他改變才有意義。"

另外，GE航空團(tuán)隊建立了一個強(qiáng)大的質(zhì)量保證流程，以確保增材制造維修流程可以被批準(zhǔn)用于最終部件的生產(chǎn)。目前，新加坡現(xiàn)在已經(jīng)獲得批準(zhǔn)，可以使用金屬增材制造維修工藝對商用噴氣發(fā)動機(jī)部件進(jìn)行維修。

編譯自：3dprintingindustry