3D baskının temel kısmı yalnızca bir ceviz boyutudur, ancak GE'nin aero motorları üretme şeklini değiştirmiştir.
Yakıt nozulu, bir uçak motorunda göze çarpmayan küçük bir parçadır. Tek elle tutulabilen iki kısa brakete sokulmuş bir musluk gibidir.
Ancak bu küçük parçayı iyi yapmak için, GE tarihindeki en yıkıcı teknolojilerden biri olan 3D baskı (ayrıca eklemeli üretim olarak da bilinir) gerekir. Bu yılın Ekim ayında, GE Aviation'ın Alabama'daki Auburn fabrikası 30.000'inci 3D baskılı yakıt nozul kafasını başarıyla üretti.
Böylesine küçük bir parçayı yapmak için bu kadar gelişmiş bir teknolojiyi kullanmak 10 yıl önce başladı. O zamanlar, CFM International (GE ve Safran Aircraft Engines of France arasında bir ortak girişim), emisyonları ve yakıt tüketimini azaltabileceğini umarak LEAP motorları geliştiriyordu. Proje sırasında, o sırada GE Havacılık Mühendisliği başkanı olan Mohammad Ehteshami, yakıt nozulu kafasındaki karmaşık akış geçitlerinin labirentinin, yakıt ve havayı verimli bir şekilde karıştırabildiğini ve bu da motorun üstün performans elde etmesine yardımcı olabileceğini fark etti. LEAP projesinin başarısı veya başarısızlığı büyük ölçüde yakıt nozullarının kalitesine bağlıdır.
Ehteshami, yüksek kaliteli yakıt nozulları tasarlamak için bu sorunun üstesinden gelmek için en iyi mühendislerden oluşan bir ekip oluşturdu. O zamanlar sadece 28 yaşında olan Josh Mook, bıçak alanındaki üstün performansı nedeniyle Ehteshami'nin beğenisini kazandı ve ekibe katıldı. Kısa süre sonra Mook ve meslektaşları, ideal bir yakıt nozulu üst yapısı tasarladılar. Bu yapı, sonunda bir ceviz büyüklüğündedir, ancak içinde 14 adet sofistike akışkan kanalı vardır.
Bu tasarım ince olmasına rağmen, yapılamayacak kadar karmaşık. Ehteshami daha sonra şunları hatırladı: "Geleneksel üretim ve işleme yöntemleriyle 8 kez denedik, ancak her seferinde başarısız olduk. Geleneksel yöntemler sorunu çözemez, ancak 3D baskı mümkün olabilir. Bir 3D yazıcı, bir lazer işaretçi gibidir. Bilgisayar grafiklerine göre, ince metal tozu katman katman eritilerek nihai şekle getirilir.Bu, yakıt nozulları gibi karmaşık ve hassas parçaların üretimi için uygundur.Ayrıca, 3D baskı geleneksel üretim yöntemlerinden çok daha az atık üretir.
3D yazıcı, bir lazer işaretçi gibi, ince metal toz katmanını katman katman eriterek nihai şekle getirir
3D baskının birçok avantajı olmasına rağmen GE Aviation, o zamanlar onu sadece prototip üretimi için kullanıyordu ve tüm sivil havacılık filosu için parça üretmek bir yana, ticari parçalarda hiç kullanmamıştı. Mook ayrıca, yakıt nozullarının parametre gereksinimlerini karşılamak için bir dizi geleneksel 3D yazıcıyı yeniden tasarlamak için 3D baskının öncüsü olan Greg Morris ile yakın bir şekilde çalıştı. Bu yöntemle üretilen yeni nozul, artık orijinal nozul ile aynı değildir, hassas bir bütündür ve 20 parçanın birbirine kaynatılmasını gerektirir. Bu yeni nozul, önceki nesle göre% 25 daha hafiftir, 5 kat daha dayanıklıdır ve önceki nesle göre% 30 daha düşük maliyetlidir. Morris'in şirketi sonunda GE tarafından satın alındı.
3D baskılı yakıt nozulu
Bu henüz bitmedi. LEAP projesinin zamanında tamamlanmasını ve Federal Havacılık İdaresi tarafından zamanında onaylanmasını sağlamak için GE ekibinin hızlanması gerekmektedir. Sürekli LEAP sipariş akışı ile GE'nin, endüstriyel seri üretim için 3D baskıyı kullanmak üzere yeniden hazırlanması gerekiyor. GE'nin AddWorks ekibinin başkanı Chris Schuppe şunları söyledi:
"İnsanlar 3D baskının mürekkep püskürtmeli bir yazıcıyı çalıştırmak kadar basit olduğunu düşünüyor, ancak gerçek durum böyle değil. Bir yakıt nozulu yapmak için 3000 kat metal tozun mükemmel bir şekilde işlenmesi gerekiyor ve her bir toz katmanı sadece bir insan saçı boyutunda. "
AddWorks, müşteriler için 3D baskının tanıtımını ve uygulamasını hızlandırmayı taahhüt eden yaklaşık 200 mühendislik danışmanından oluşmaktadır. Sonuç olarak GE Havacılık, havacılık uzmanlarından metalurji uzmanlarına kadar toplam 100 kişilik yeni bir ekip oluşturdu. Bu ekip, 3B baskıyı seri üretime sokmak için gereken bir dizi karmaşık işlemi düzeltme konusunda uzmanlaşmıştır. Örneğin, belirli bir ürünün malzeme özelliklerini işleyebilmesini sağlamak için her bir 3B yazıcıyı kalibre etmeleri gerekir. Bu mesele kolay değil. Üretim hattındaki her ek yazıcı için, tüm sürecin yeniden başlaması gerekir.
3D yazıcı, ince metal tozu katmanını bilgisayar grafiklerine göre nihai şekle eritebilir. (Resim kaynağı: Avio Aero.)
GE Auburn, 2015 yılında nihayet kendi yakıt nozulları için bir 3D baskı fabrikası kurdu. Fabrika, 40'tan fazla 3D yazıcı ve Auburn Üniversitesi'nin yetenek havuzuyla 2017'de toplam 8.000 yakıt püskürtme ucu teslim etti. Şimdiye kadar, fabrika tarafından tamamlanan toplam 3B yazdırılmış yakıt nozulu kafası sayısı 33.000'i aştı.
Buradan çıkan bileşenlerin Airbus A320neo ve Boeing 737 MAX uçaklarının LEAP motorlarında taşınmış olması da bu kilometre taşını kutlamakta fayda var. Bu motor için toplam sipariş sayısı, 236 milyar ABD dolarının üzerinde toplam değerle 16.000 birimi aştı. LEAP'e ek olarak GE Aviation, GE9X gibi motorlar için sensörler, kanatlar, ısı eşanjörleri ve diğer bileşenleri üretmek için eklemeli üretim teknolojisini de kullanıyor. GE9X, Boeingin yeni 777X geniş gövdeli uçağı için geliştirilen dünyanın en büyük ticari jet motorudur.
Katmanlı üretim, GE'nin küçük uçak pazarına girmesine izin veren yeni turboprop Katalizörünü bile yaptı. Mühendisler, 3D baskı yoluyla 855 parçayı 12 parçaya entegre etti ve bu da Catalyst'in rekabet gücünü büyük ölçüde artırdı.
3D baskı için havacılık sektörü sadece bir başlangıç. Günümüzde otomotiv, enerji, tıp ve diğer endüstriler, 3D baskı teknolojisinin uygulanmasını aktif olarak teşvik ediyor. GE, 2020 yılına kadar GE'nin katmanlı üretim ekipmanı, tozu ve hizmetlerinin gelirinin artmaya devam edeceğini tahmin ediyor. Küçük bir ceviz benzeri bileşen, arkasında küresel bir üretim devrimine neden oluyor. Bu gerçekten nefes kesici!
