2019年年中,GE添加剂和GE航空与美国空军接洽,提出一项金属添加剂合作计划,以解决其特定的可持续性、就绪性和可负担性需求。
美国空军的快速维护办公室(RSO)负责通过快速识别、应用和扩大对其舰队的运营和维持至关重要的技术,提高任务准备就绪程度。而且,随着相当多的飞机很快进入第六个十年的服役期,采购和生产零部件的困难可能意味着巨大的风险。
随着美国空军继续塑造自己的金属添加剂适航性和认证路径,通用电气对满足商业航空部门严格监管要求的附加制造金属部件的认证经验对RSO很感兴趣。
“RSO很高兴与GE添加剂合作,为空军提供添加剂制造的零部件,”RSO副项目执行官Nathan Parker说,他负责监督GE项目并提供资金。“他们的成功将有助于确保我们的系统迅速获得保持飞行和待命所需的高质量部件。”
“美国空军和通用电气之间的合作表明,采用金属3D打印部件作为解决美国空军当前和未来可持续挑战的一种选择有很大的希望。这种能力为传统推进系统的整个生命周期提供了一种替代方法,特别是在面临供应商数量减少或需求不频繁或批量订单对传统制造商没有吸引力的情况下。”
速度是加法的货币
GE与RSO的合作是GE Additive团队和GE Aviation的工程和供应链团队首次为外部客户的利益进行合作。
通用航空公司高级材料解决方案总经理Lisa Coroa-Bockley解释说:“空军希望从第一天起就加快步伐,尽快获得金属增材制造的能力和能力,以提高准备和可持续性。”
“速度是添加剂的货币,通过应用我们在LEAP上的添加剂经验燃油喷嘴和其他部分附加印刷的GE9X,能够提供端到端解决方案并应用从强大的认证过程中吸取的经验教训,我们已经能够加快美国空军的步伐,”Coroa-Bockley补充说。
Melanie Jonason是俄克拉荷马州Tinker空军基地(AFB)推进维持部门的总工程师,她希望她的部门从一开始就成为该项目的一部分。
“对遗留部件进行重新设计,并额外制造低数量的传统铸造部件,对提高美国空军的可支持性具有不可思议的潜力。开发一个快速、高度可重复的过程是值得我们关注的,”Melanie Jonason说。
Jonason和她的团队已经与GE航空的大型军用引擎团队及其总工程师Matt Szolwinski博士建立了密切的工作关系。詹姆斯·伯纳尔和一个多学科工程师团队来自GE添加剂的团队。
“Tinker AFB是空军增材制造的推动者,Melanie是增材制造的真正倡导者,因此,与她的团队合作并解决问题,交付一个组件和一个流程,一直是充满活力的,”Szolwinski补充说。
美国空军和通用电气确定了一个基于“螺旋发展”模型(基于一个经常用于加强软件开发的概念)的项目,该模型随着每个阶段的增加而增加复杂性和规模。在这个项目中,复杂性包括从简单的部件识别,发展到部件和部件系列的整合,最终解决复杂的部件和系统,如通用核心热交换器。
技术里程碑达到
该团队最近启动了该项目的第一阶段,其中包括识别GE航空公司用于F110和TF34发动机的备件,并展示它们的适航能力。
Szolwinski和他的团队已经开始探索金属添加剂工艺如何和在何处进行整合。通用电气公司的污水坑盖的初步工作已经完成F110引擎用于F-15和F-16飞机上,这部分成为第一阶段的重点部分。
“与F110发动机的其他部件相比,油底壳的功能可能较低,但却非常重要。它需要耐用,形成密封,并能使整个引擎正常工作——当然,这对像F-16这样的单引擎飞机至关重要,”GE Additive工程经理James Bonar说。
GE Additive团队与GE Aviation团队密切合作,开展了对污水坑盖的勘探工作,该坑盖传统上是用铝铸造的。在GE航空辛辛那提增材技术中心(ATC)的参数微调和拨入过程中,Bonar的团队确保了稳健的设计实践。GE加法概念激光器平方米在ATC运行钴铬合金的机器被用于第一批添加制造的污水坑盖。
Melanie Jonason补充道:“这一过程包括探索如何快速消除铸件相关风险,以及金属添加剂如何替代那些不再生产的部件,或我们需要较小的生产运行以保持平台的运行。”
“与通用电气的项目提前完成,已经完成的污水池盖初步工作使我们能够快速推进。当我们为空军制定金属添加剂适航计划时,每一阶段的完成都是一个重要的里程碑,因为我们离获得合格的添加剂部件在我们的飞机上飞行又近了一步,”Tinker AFB推进集成部门负责人Beth Dittmer说。
今天做好准备,明天就会进步
1b阶段已经在规划中,增加了复杂性,符合螺旋发展模式,以集中在一个污水坑盖住房,一个家庭的部分上TF34引擎——它已经服役了40多年。
随着该计划进入下一阶段,美国空军和通用电气团队发现自己处于一个令人兴奋的十字路口:快速解决美国空军的即时准备和维持需求,同时将注意力转向未来,以及添加剂将如何推进和通知设计、制造和认证,我们以前从未在商业和军事航天部门看到。
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