逐梦苍穹，回顾GE航天航空增材制造之旅，中国航天航空能否弯道超车？

2016 年 8 月，美国陆军与通用电气（以下称GE）和先进涡轮发动机公司（霍尼韦尔和普惠公司的合资企业）签署了为期两年的合同，为波音AH-64 阿帕奇和西科斯基UH-60黑鹰军用直升机采购发动机。  

除了功率增加和油耗减少之外，合同的关键要求之一是新发动机必须能适配地安装在现有机身内。为了成功验证其发动机设计是否适配美军直升机，GE在位于辛辛那提的增材技术中心(ATC) 利于聚合物3D打印实验室打印了尺寸适配的T901 发动机原型。  

GE 的 T901 发动机在测试阶段就成功展示该机型包含的众多技术进步，为GE赢得来自美国军方一份价值 5.17 亿美元的合同，这笔资金使得GE能够持续投入金属增材制造。多个金属增材制造的T901发动机部件正在顺利进行量产，第一台发动机于2022年运行，第一台飞行测试发动机计划在2023年秋季交付。

今年3月，在受邀参观位于辛辛那提的GE增材技术中心时，TCT编辑团队了解到关于阿帕奇和黑鹰直升机所装载的T901发动机零件的增材制造应用情况。以下是TCT编辑团队总结的 GE逐步应用的增材制造之旅。  

提前预约2023年TCT亚洲展

并保存好您的参观确认函

首个获得美国联邦航空局认证的3D打印部件

虽然3D打印LEAP发动机燃油喷嘴知名度更高，也正是这一项目实际上启动了GE公司的增材制造之旅，但在八年前，GE90 T25 传感器外壳的优秀应用，才是真正首个获得FAA认证的 3D 打印零件 。

GE增材技术中心负责快速开发新的GE90 T25 传感器外壳制造方案：3D打印的制造方式使十个零件被合并为一个，在一次构建中可以打印12个单元。通过金属增材制造方案，400多个这样的零件被打印出来并安装在GE90-94B发动机上。  

GE增材技术中心负责人Chris Philp表示：“现在，GE每周可以批量生产1,000个3D打印LEAP燃油喷嘴，累计已成功交付超过180,000个。我们需要快速完成+快速迭代，这就是我们使用3D打印的原因。  

*T25传感器外壳，GE首个获FAA批准的3D打印部件。该传感器为GE90发动机的控制系统提供压力和温度测量。

热交换器

在加强了T25传感器外壳后，类似的设计概念很快被应用到热交换器上，零件的尺寸、重量和成本上都有了明显的减少。例如，在GE9X发动机上，GE采用了在概念激光器M2上制造的铝制F357热交换器，重量减轻了40%。它还拥有将163个传统制造的部件整合到一个打印件中的能力。

Chris Philp说：“传统热交换器有很多管子需要焊接在一起，而我们将其3D打印成一个固体，因此它更耐用，故障源更少。”

新的应用

在向美国联邦航空局证明了它能够以增材制造可靠的飞机部件之后，GE感到很振奋，公司看到了在新发动机机型中利用3D打印的机会。增材技术中心决定将增材制造应用于流道部件，否则在发动机的限制条件下无法以传统方式生产。

在此过程中，GE设计了一个旋风式诱导器部件，该部件利用离心力将灰尘颗粒转移到流道外部，然后再被吸入主流，从而提高耐用性。

GE 对该部件的增材设计非常有信心，以至于在获得FAA 认证之前就已考虑到该部件来研发发动机。该组件通过Concept Laser M2 设备采用钴铬合金制造，由13个部件合并成一个。据称，它的耐用性也比以前提高了一倍。每台GE9X发动机都安装了八个3D打印旋风诱导器。

GE计划为1,300架西科斯基 UH-60黑鹰直升机和600架波音AH-64阿帕奇直升机更换包含3D打印零件的发动机，每架直升机都有两个发动机。

低压涡轮叶片

正如之前在TCT杂志上所详述的那样，GE在Arcam电子束熔化（EBM）技术方面也取得了成功。每台GE9X发动机共有228个低压涡轮叶片在Arcam EBM A2X上用铝钛合金进行加工业生产。  

这些部件有助于提高10%的燃油效率，并比传统制造的同类部件轻50%。由于EBM工艺将机器内部的温度提高到1,200°C，因此产生的热梯度较小，部件在制造过程中的残余应力较小。  

发动机--对故障零容忍

通用电气还将3D打印技术用于单引擎赛斯纳Denali飞机的Catalyst发动机。正是在这里，该公司对增材制造的应用变得更大、更复杂。

 *用于安装在塞斯纳迪纳利上的 Catalyst 涡轮螺旋桨发动机的增材制造先进涡轮螺旋桨燃料加热器     

在涡轮螺旋桨发动机部件的增材制造中，GE在发动机部件的内部加入了集成机翼，以促进更好的性能。据称，与同级别的其他发动机相比，该发动机的燃料燃烧量最多可以减少20%，功率可以提高10%。为Catalyst 发动机打印的零件包括涡轮螺旋桨发动机燃油加热器、排气箱和C油槽组件。  

T700/CT7中框

GE 重新制作了CT7中框增材版本的原型，重点关注零件整合。减轻重量的机会之一是合并零件，这样它就可以去除法兰盘、螺母和紧固件，去除非常复杂的 焊接、钎焊和装配零件的工作。在这个原型的开发过程中，GE尽可能多地采用了3D打印技术，其性能超过了之前迭代的发动机的预期。  

Philp表示：“我们不断从复盘以前的项目中总结经验和教训，这是我们在3D打印中看到的最有价值的地方。不仅仅是说我可以替换发动机中的这个部件--当你开始把发动机作为一个整体系统来设计，利用3D打印的所有好处，这就是你获得性能、重量和燃料节省的时候。”  

金属3D打印技术已然成为助推航空航天制造业快速发展的中坚力量，在航空航天领域的应用涵盖了设计、成本、加工周期、材料利用等多个方面。如果您想要更多的领略金属3D打印技术在航天航空的创新应用，可前往2023年9月12-14日在国家会展中心（上海）举办的TCT亚洲展。

同期活动TCT亚洲峰会——航空航天论坛，邀请到航空航天领域的专家和优秀企业代表，共同探讨航空航天领域的最新技术和专业知识，为航空航天领域的专业人士提供学习、交流与合作的平台，推动行业的发展和创新。

2023年展会期间

观众入场仍需实名认证进场参观

为避免人流量较大，需长时间排队等待

建议您提前完成预约并保存好您的参观确认函

TCT Asia 2023

时间与地点

9月12日 09:00 - 17:30

9月13日 09:00 - 17:30

9月14日 09:00 - 15:00

国家会展中心（上海）4.1馆

任何问题，欢迎添加TCT亚洲展官方客服

【关于TCT亚洲视角】

TCT视角聚焦全球增材制造市场，洞察增材制造的商业价值，与我们探索更多增材制造带来的无限可能。 

（TCT亚洲视角）

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。