美空军和GE公司的金属3D打印探路者计划达成下一个里程碑 - 3D打印技术参考

美空军和GE公司的金属3D打印探路者计划达成下一个里程碑

                   

11月17日,3D打印技术参考了解到,基于金属增材制造探路者(Pacer Edge)计划取得的早期成功和发展势头,美国空军和GE公司已经开始实施增材制造第3阶段计划,该阶段将面美空军需要长周期采购的过时老旧大型零部件增材制造

美国空军和GE金属增材制造探路者计划的诞生

2019年,GE增材和GE航空开始美国空军接触,提出采用金属增材制造技术解决美国空军特定的零部件后勤保障需求。随着大量飞机即将进入服役的第六个十年,采购和生产备件的困难可能意味着重大风险。美国空军快速保障办公室负责通过快速识别、应用和扩展对其机队运营和保障至关重要的技术来提高任务准备能力,三方之间的金属增材制造探路者计划由此诞生。

GE在认证航空监管增材制造金属部件方面具有丰富经验,美国空军乐于采用GE的技术快速获得保障飞行任务所需的高质量零件。双方之间的合作显示了采用金属3D打印部件作为解决美国空军当前和未来后勤保障挑战的一种选择的巨大希望。这种能力提供了一种替代方法来为传统推进系统的整个生命周期采购零件,特别是在面临供应商不断减少或因需求稀少和订单量少而无法吸引传统制造商时。

美空军和GE公司的金属3D打印探路者计划达成下一个里程碑F110发动机于1985年初定型投产并开始交付,存在备件生产风险

GE在将增材制造技术用于LEAP发动机燃料喷嘴和GE9X的其他部件制造过程中积累了丰富经验,同时吸取了大量教训。与美国空军的合作,是GE增材和GE航空的工程和供应链团队第一次为外部客户的利益服务。

重新设计遗留零件,并采用3D打印技术制造少量传统铸造零件具有提高美国空军保障能力的巨大潜力。而之所以采用金属3D打印代替铸造,是因为对于一些老旧零件,其重新生产周期可能长达一年甚至两到三年的情况也不少见。在往期文章中,3D打印技术参考已经介绍过GE通过金属增材制造技术代替铸造,发现成本更加经济的论证。

螺旋式的开发计划,难度不断递增

美国空军和通用电气确定了一项基于“螺旋式开发”的计划,不断识别、逆向工程和开发技术数据包,以用于适用于金属增材制造中日益复杂和尺寸更大的零件。在该计划中,复杂性涉及从更简单的零件识别转变为零件和零件系列整合,并最终处理复杂的组件和系统。

该计划的第一阶段,涉及为F110和TF34发动机制造备件,并展示其适航能力。其中的一项重要工作就是为F-15和F-16飞机上使用的通用电气F110发动机制造油底壳盖,该零件的功能可能较低,但非常重要,它需要耐用、密封,通常采用铝合金铸造。而GE增材采用金属打印制造了钴铬合金的油底壳盖,根据已经披露的消息,该零件的制造方案已获得美国空军的批准,这是全球首个军用航空发动机3D打印部件的适航批准零件。在不到一年的时间内完成开发和适航性批准的速度,成为Pacer Edge计划借助增材制造加速变革、降低风险的重要证据,并有助于帮助美国空军建立自己强大的军事适航性工艺验证和认证流程。

美空军和GE公司的金属3D打印探路者计划达成下一个里程碑全球首个军用航空发动机3D打印部件的适航批准零件

Pacer Edge计划1b阶段的重点是为TF34发动机3D打印已停产的油箱底壳盖罩,该发动机已服役40多年。很明显,这一任务已经完成。

11月17日,美国空军和GE公司宣布已进入该计划的第3阶段,将面向美空军需要长周期采购的老旧大型零部件。这些零件的采购周期往往超过300天,且每年的需求量超过800个。GE增材相关人员表示,对于美国空军和通用电气而言,首要任务是创建3D数据包,用于难以采购的过时零件,并交付四个适航近净铸件。在接下来的几年里,联合团队计划创建至少五个应用案例,技术复杂性不断增加。

目前,第三阶段已经在GE增材工厂成功打印了两个钴铬合金组件:曲柄和横轴臂,使用IN718打印的其他组件的工作也取得了进展。

美空军和GE公司的金属3D打印探路者计划达成下一个里程碑第三阶段打印的两个钴铬合金组件:曲柄和横轴臂

美国廷克空军基地推进集成部主管表示,Pacer Edge计划正在加速美国空军对金属3D打印的广泛采用,以解决供应链短缺问题,并通过大幅缩短交货时间和创造额外的采购选择来实现其改善作战人员保障能力的承诺。

Pacer Edge计划的后续阶段涉及在廷克空军基地建立金属增材制造供应链,生产适航部件以支持国防部的维修需求。不久前,美国空军推进局投资了1000万美元,以为Pacer Edge计划提供资金,这笔资金将加速美国空军采用增材制造的能力。

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