General Electric планирует производство топливных форсунок для авиации методом 3D-печати

Радикальным образом изменить методы своего производства решила компания General Electric. Дело в том, что, будучи крупнейшим поставщиком самолетных двигателей в мире, форсунки которых изготавливаются путем литья и сварки, компания решила фундаментально поменять данную технологию, заменив ее 3D-печатью.

И это только первый шаг на пути модернизации данной отрасли, в дальнейшем планируется все производство – от изготовления газотурбинных установок до создания медицинского оборудования, поставить на конвейер новой технологии. Промышленная 3D-печать или аддитивное производство основано на методе наложения или добавления тонких слоев материала. Такая печать уже получила широкое применение при создании нишевых товаров, в частности пластмассовых прототипов новых разработок и медицинских имплантатов. Следующей вехой в истории данной технологии станет массовая печать важнейших деталей для авиационных двигателей из различных металлических сплавов.

Разговоры об универсальных возможностях 3D-печати уже ведутся длительное время, но только сейчас эта технология набирает по-настоящему масштабные обороты и коммерческое применение. И это вполне закономерно, поскольку при использовании аддитивной технологии расходуется меньше материала, что существенно снижает издержки, да и к тому же изделия получаются более легкими, что позволяет сэкономить на горючем при эксплуатации самолетов. Как известно, традиционный метод создания форсунки предполагает изготовление около двадцати компонентов и дальнейшее их соединение в одну деталь. Такой метод делает процесс довольно трудоемким и не экономным, так как значительное количество материалов превращается в отходы.

Новая технология использует порошок из хрома и кобальта, который под управлением компьютера плавится лазером в нужных местах, образуя слои толщиной 20мкм. Такой процесс занимает намного меньше времени, чем ручная сварка, поскольку механизм работает целые сутки и в конечном итоге создает сразу готовое изделие. В прошлом году GE приобрела сразу две компании с ноу-хау в автоматизированном прецизионном производстве из металлов, также поступивших в распоряжение GE Aviation. Совместное предприятие GE и французской компании Snecma - CFM International, для производства нового реактивного двигателя LEAP будет использовать 3D-напечатанные форсунки в 2015-2016 годах.

По предварительным сведениям, стоимость заказов составила 22 млрд. долларов. Каждый двигатель будет оснащен 10-20 форсунками, поэтому компании необходимо наладить их производство по 25 тыс. штук ежегодно в течение трех лет. 3D-печать постепенно вытесняет проверенные временем технологии, например, литье и станочную обработку, и открывает уникальные возможности проектировщикам, так как им достаточно лишь создать компьютерную модель, чтобы оборудование, работающее по аддитивной технологии, воплотило в жизнь совершенно новые формы, не упираясь в рамки производственных ограничений. Кроме этого, расширяется перечень материалов, созданных специально для 3D-печати. Так, у GE Aviation существует потребность в алюминиевых, хромоникелевых и титановых сплавах. И теперь различные детали они смогут изготавливать из этих сплавов, что при литье невозможно. Более того, новый метод позволяет изменять свойства металла, например, один конец детали сделать крепким, а второй – устойчивым к нагреву.

Весь описанный процесс пока существует только в виде компьютерных моделей и топливная форсунка должна стать первым испытанием аддитивной технологии. Конкуренты GE и остальные ее подразделения пока внимательно наблюдают за экспериментальной работой. Другая группа Группа GE Power & Water, занимающаяся производством крупных газотурбинных и ветроустановок, уже назвала компоненты, которые могут быть изготовлены по аддитивной технологии, а GE Healthcare удалось разработать метод печати дорогостоящих керамических преобразователей физических сигналов в электрические, применяющихся в оборудовании для УЗИ.