Sugárhajtómű a nyomtatóból

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 sugárhajtómü repülési tesztjeit. Az új keskenytörzsü gépeket – mint például a Boeing 737MAX-ot vagy az Airbus A320neo-t – a levegőbe emelő hajtómüvet a GE Aviation és a franciaországi Safran (Snecma) 50-50%-os vegyesvállalata, a CFM International fejlesztette ki.

A T25-ös szenzor 3D nyomtatással készült burkolata. A nagynyomású kompresszor bemeneti nyílásában található szenzor nyomás- és hőmérsékletmérést végez a hajtómü vezérlőrendszere számára. Kép: GE Aviation.

A GE a Boeing új 777-es gépeibe beépítendő GE9X hajtómühöz is fejleszt 3D-nyomtatású üzemanyag-fúvókákat és más alkatrészeket. A GE9X a valaha épített legnagyobb méretü sugárhajtómü lesz.

Annak ellenére, hogy a LEAP még csak a tesztelési fázisban, a GE9X pedig a fejlesztési fázisban 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 hajtómü új anyagok felhasználásával készül, ilyenek például a kerámiamátrixú kompozitok és a szénszálas hajtómülapátok. 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.

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

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.

Az alkatrész elkészítéséhez a 3D nyomtató lézer- vagy elektronsugarat juttat egy vékony réteg kobalt-króm porba. Kép: GE Aviation

A mérnökök így az additív gyártásnak köszönhetően a komplex szerelvényeket egy darabból készült alkatrészekkel válthatják fel, amelyek a korábbi konstrukcióknál könnyebbek, így a hajtómü súlyát is csökkentik és üzemanyag-megtakarítást eredményeznek.

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

A kobalt-króm ötvözetből készült új 3D-nyomtatású burkolat a jegesedéstől és a hajtómü belsejében fellépő erős levegőáramlástól védi a hőmérséklet-érzékelő érzékeny elektronikáját.

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 hajtómüprogramokért 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 egyszerübben előállítható konstrukciót és elsőrangú anyagjellemzőket eredményezett. „Amint rátaláltunk a müködőképes megoldásra, egyenesen a gyártásba küldtük” – mondja Clarke. „Egy valódi technológiai áttörésről van itt szó.”