2017 november 19

RSS Facebook

2015. április 17. péntek, 09:21

Forradalmi újítás a repülésben: Surághajtómű 3D-s nyomtatóval Kiemelt

Értékelés:
(1 értékelés)

Engedélyezte az Amerikai Szövetségi Légügyi Hivatal (FAA), hogy olyan alkatrészt is beépítsen a General Electric hajtóműgyár a gázturbináiba, amely 3D-s technológiával készült. Ez az első alkalom a repülés történetében, hogy ilyen egységet beszerelehetnek egy utasszállító repülüőgép hajtóművébe. A sugárhajtóműben található kompresszor fokozat bemeneti hőmérséklet-érzékelőjét rejtő öklömnyi méretű ezüstszínű fémdarab – T25 a neve – olyan alkatrész, amelyet még sok repülőgép-fanatikus sem ismer igazán, pedig mostantól a sugárhajtómű-építés területén végigsöprő egyik legnagyobb horderejű változás jelképeként tekinthetünk rá. A kobalt-króm ötvözetből készült új 3D-nyomtatású burkolat a jegesedéstől és a hajtómű belsejében fellépő erős levegőáramlástól védi a hőmérséklet-érzékelő érzékeny elektronikáját. A 3D nyomtatással készült burkolat azonban nem lesz sokáig magányos farkas, a GE ugyanis már megkezdte a 19 darab 3D nyomtatással készült üzemanyag-fúvókát tartalmazó következő generációs LEAP sugárhajtómű repülési tesztjeit. Az új keskenytörzsű gépeket – mint például a Boeing 737 MAX-et vagy az Airbus A320neo-t – a levegőbe emelő hajtóművet a GE Aviation és a franciaországi Safran (Snecma) 50-50%-os vegyesvállalata, a CFM International fejlesztette ki. 

A GE a Boeing új B 777-es gépeibe beépítendő GE9X hajtóműhöz is fejleszt 3D-nyomtatású üzemanyag-fúvókákat és más alkatrészeket. A GE9X a valaha épített legnagyobb méretű sugárhajtómű lesz. Annak ellenére, hogy a LEAP még csak a tesztelési fázisban van, a GE9X pedig a fejlesztési fázisában jár, a CFM már több mint 8500 megrendelést kapott a LEAP-re, a GE pedig 700-at a GE9X-re. Ezzel a GE Aviation berendezésekre és szolgáltatásokra szóló teljes rendelésállománya meghaladja a 135 milliárd dollárt; a rendelésállomány értéke csak az elmúlt két évben egynegyedével nőtt.

Mindkét hajtómű új anyagok felhasználásával készül, ilyenek például a kerámiamátrixú kompozitok és a szénszálas hajtóműlapátok. A legfigyelemreméltóbb áttörést azonban mégis a 3D nyomtatással készült alkatrészek jelentik. A GE kutatói már egy évtizede kísérleteznek a 3D nyomtatással és más „additív gyártási” eljárásokkal. A cég több fontos akvizíciót hajtott végre ezen a területen, többek között megvette a 3D nyomtatás úttörőjeként számon tartott Greg Morris által alapított Morris Technologies vállalatot. 

A hagyományos gyártási eljárásokkal ellentétben, melyek során az alkatrészt egy fémlap marásával vagy kivágásával állítják elő, az additív gyártás közvetlenül a CAD fájlból „növeszti” ki az alkatrészeket úgy, hogy finom fémporból elektron- vagy lézersugárral egymásra olvasztja a rétegeket. A módszerrel olyan összetett alkatrészek is előállíthatók, amelyeket egyébként nehéz vagy talán lehetetlen lenne elkészíteni. A hagyományos módszerekhez, mint például a gépi megmunkáláshoz vagy a hegesztéshez képest sokkal rövidebb az előállítási idő, és jóval kevesebb hulladék keletkezik. A mérnökök így az additív gyártásnak köszönhetően a komplex szerelvényeket egy darabból készült alkatrészekkel válthatják fel, amelyek a korábbi konstrukcióknál könnyebbek, így a hajtómű súlyát is csökkentik és üzemanyag-megtakarítást eredményeznek.

Egy ilyen alkatrész megtervezése és prototípusának elkészítése általában több évbe telik a GE-nél, de a fejlesztőcsapatnak sikerült egy egész évet lefaragnia a folyamatból. „A 3D nyomtatóval gyorsan el tudtuk készíteni az alkatrész prototípusát, gyorsan megtaláltuk a legjobb konstrukciót és hamar gyártásba tudtuk küldeni” – meséli Bill Millhaem, a GE Aviation GE90 és GE9X hajtóműprogramokért felelős igazgatója. „A végleges konstrukció tavaly októberben készült el, ezután megkezdtük a gyártást, februárban megkaptuk az FAA jóváhagyását, és az alkatrész a jövő héten már üzembe is áll. Ezt nem tudtuk volna elérni a hagyományos öntési eljárással, mellyel a burkolatok általában készülnek.”

A projekt programmenedzsere, Jonathan Clarke szerint a csapat munkája gyorsabban és egyszerűbben előállítható konstrukciót és elsőrangú anyagjellemzőket eredményezett. „Amint rátaláltunk a működőképes megoldásra, egyenesen a gyártásba küldtük” – mondja Clarke. „Egy valódi technológiai áttörésről van itt szó.”


3D nyomtatással készült üzemanyag-fúvóka a LEAP hajtóműhöz. Kép: CFM International


Az additív gyártással a tervezők olyan összetett alkatrészeket is készíthetnek, mint ez a sugárhajtómű-égéstér, amelyet hagyományos gépeken nagyon nehéz lenne előállítani. Kép: GE Aviation.