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

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的工廠，使用增材制造技術(shù)維護、修理和大修（MRO）商用噴氣發(fā)動機部件。

GE航空新加坡發(fā)動機服務（GE AESS）的相關(guān)負責人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。現(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)飛機零部件，包括在波音公司的777x噴氣發(fā)動機中（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)動機內(nèi)采用增材制造以來，增材制造在下一代GE9X發(fā)動機的開發(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。

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

△LEAP發(fā)動機燃料噴嘴

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

△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，通常可以將我們修理這些飛機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（HPC）葉片，這些葉片在飛機發(fā)動機內(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?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。該工藝利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部件和壓縮機以外的其他部件方面要做什么。”

除了更快的周轉(zhuǎn)時間，為飛機零件維修部署金屬3D打印也有可持續(xù)的好處。

Rodger補充說："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

新加坡經(jīng)濟發(fā)展委員會支持GE航空將飛機維修的金屬增材制造引入國內(nèi)。此外，新加坡團隊對維修過程進行了微調(diào)，設(shè)計了有效準備和打印零件的工具，然后對3D打印技術(shù)進行了廣泛的試驗，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，團隊準備啟用用于維修HPC葉片的全尺寸生產(chǎn)線。

GE航空新加坡團隊發(fā)現(xiàn)，利用Concept Laser M2金屬3D打印機，不僅可以利用更少的地面空間更快地修復部件，而且修復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打印機整合到維修線的其他部分進行了大量的仔細考慮。我們完成了一項評估，即哪些維修部分我們應該不做，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行哪些其他改變才有意義。"

另外，GE航空團隊建立了一個強大的質(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，可以使用金屬增材制造維修工藝對商用噴氣發(fā)動機部件進行維修。

編譯自：3dprintingindustry