助力波音777X首飛成功的GE9X發動機的“過人之處”?從3D打印說起

導讀:3D打印在航天航空領域備受青睞,那麼它有什麼優勢呢?

2020 年 1 月 25 日,搭載了兩臺GE9X發動機的波音777X飛機在華盛頓州埃弗裡特市的潘恩機場起飛。這架飛機是世界上最大的雙引擎飛機和客機。

助力波音777X首飛成功的GE9X發動機的“過人之處”?從3D打印說起

美國通用航空(GE Aviation)宣佈,美國跨國航空巨頭波音公司(Boeing)已完成由雙 GE9X 發動機提供動力的 777X 噴氣機的首飛,其引擎配備了 300 多個 3D 打印零件。

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波音777X在空中的靚影(圖片來源:波音)

從2013年起,GE航空集團就開始了GE9X的設計與測試工作。為籌備這次首飛,GE航空集團已經在其加州維克多維爾市的波音747空中試車臺上對GE9X進行了72次飛行測試,共計超過400飛行小時。截至到目前,GE9X已經完成了超過4,100小時的地面與空中測試以及6,500次發動機循環。

助力波音777X首飛成功的GE9X發動機的“過人之處”?從3D打印說起

GE9X 配備了許多 3D 打印部件。這些由大約 300 個 3D 打印零件組成,總共構成了七個多零件組件。其中包括著名的 GE 3D 打印燃油噴嘴。其他部件,包括溫度傳感器和燃油混合器,以及較大的部件,如熱交換器,分離器和足長的低壓渦輪葉片,有助於減輕發動機的重量。在 2019 年晚些時候,有消息透露 GE 航空增加了 27 臺 Arcam 電子束熔化(EBM)機器,以生產 GE9X 發動機的鋁化鈦(TiAl)葉片。據 GE 稱,3D 打印使 GE9X 發動機的燃油效率比 GE90 高 10%。

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用在發動機上

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燃油噴嘴

GE9X 項目經理 Ted Ingling 說:“波音 777X 和 GE9X 的飛行測試計劃將驗證這架飛機和發動機組合的性能目標和優勢。”“GE9X 是通用電氣生產過的最省油的噴氣發動機,它的油耗比其他同類發動機低 10%。”

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波音 777X 噴氣式飛機和 GE9x 發動機 777X 將於 2021 年投入使用

為了準備 777X 的飛行,GE 航空公司已經進行了 72 次 GE9X 的測試飛行。到目前為止,GE9X 項目已經完成了超過 4100 小時的地面和空氣測試,以及 6500 次循環。通用航空一直專注於通過 GE9X 的認證,並預計該發動機將在 2020 年的某個時候獲得認證。為了支持波音 777X 測試計劃,GE 航空公司已經生產了 8 臺 GE9X 發動機和 2 個備件。

結語:讓我們看看在航空航天領域上藉助3D打印技術存在哪些優勢:

1、航空航天設備往往具有“多品種、小批量”的特點,尤其在試製階段許多零部件都需要單件定製,若採取傳統工藝則週期長、成本高,3D打印則可以實現低成本快速成型;

2、出於減重與強度要求,航空航天設備中複雜結構件或大型異構件的比例越來越高,若採用傳統的“鍛造+機加工”方式,則所需工序繁多、工藝複雜,甚至根本無法直接加工,而3D打印在複雜部件加工方面具有明顯優勢;

3、採用傳統工藝加工飛機零部件的原材料利用率只有10%左右,其他部分都在鑄模、鍛造、切割和打磨過程中浪費了,而3D打印的增量製造方式可將原材料利用率提高至90%以上。


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