航空航天

GKN采用3D打印技术生产罗尔斯罗伊斯发动机压缩机壳

航空航天供应商GKN航空已经成功地为飞机发动机OEM生产了部分3D打印的中间压缩机壳(ICC)劳斯莱斯

ICC将用于罗尔斯•罗伊斯即将推出的UltraFan发动机的演示项目,它是欧洲最大的航空研究项目“清洁天空2号”(Clean Sky 2)的一部分。“清洁天空2号”专注于降低当今飞机发动机的二氧化碳排放和噪音水平。在欧盟“地平线2020”计划和航空业的资助下,“清洁天空2号”旨在加强该领域的合作关系,同时促进健康的竞争力。

GKN航空公司位于瑞典的全球技术中心副总裁Henrik Runnemalm表示:“将UltraFan发动机ICC交付给罗尔斯罗伊斯是一个真正的里程碑。它重申了“清洁天空2”合作项目的成功,我们很高兴能够在国际商会的发展中实施我们最新的可持续技术。我们非常自豪能成为罗尔斯罗伊斯团队的合作伙伴,并为这款未来的节能航空发动机做出贡献。”

UltraFan引擎的ICC。通过GKN照片。
UltraFan引擎的ICC。通过GKN照片。

UltraFan引擎

劳斯莱斯最新的发动机产品是UltraFan。据报道,UltraFan采用了全新的发动机核心架构,与第一代Trent发动机相比,UltraFan的燃油效率提高了25%。该系统的风扇直径为140英寸,此前曾被描述为“可持续航空旅行”的新路线。

这种新型发动机采用碳钛风扇叶片和复合材料外壳,最多可将飞机重量减轻680公斤。它还配备了一个新的齿轮设计,为高推力和高旁路比提供有效的动力。劳斯莱斯计划在2022年进行全引擎地面测试,随后不久将进行飞行测试。

罗尔斯•罗伊斯公司民用航空总裁克里斯•切尔顿表示:“我们的第一台发动机演示机UF001已经组装好了,我非常期待看到它建成并准备测试。”“它到来之际,全世界正在寻找更可持续的旅行方式,在后covid -19时代,我和我们所有的团队都非常自豪地知道,我们是解决方案的一部分。”

即将推出的劳斯莱斯UltraFan引擎。图像通过劳斯莱斯。
即将推出的劳斯莱斯UltraFan引擎。图像通过劳斯莱斯。

UltraFan ICC的制造

作为清洁天空2和演示程序中的核心合作伙伴,GKN负责设计和制造ICC。构建临界结构以容纳在压缩机盒之间,使转子气体负载向下到发动机壳体和推力安装件。

虽然大多数ICC是使用传统铸造技术制造的,但一些附加部件是通过金属3D打印制造的。生产过程还包括基于计算机模拟的新型焊接方法,优化的排气系统空气动力学和声学,以及更短的侵蚀风道设计。GKN航空航天的ICC制造工艺得到了来自Vinnova-funded IntDemo项目以及瑞典的Västra Götaland地区。

随着像UltraFan这样的项目,最终用途涡轮发动机部件的增材制造正在缓慢但肯定地被引入。今年早些时候,能源科技公司西门子能源专门开发了新型数字维修链在传统制造的燃气轮机叶片上使用3D打印技术。除了叶片MRO之外,该链条还旨在提供升级,特别是通过在叶片尖端实施复杂的冷却通道,以减少出现裂缝和缺陷的风险。

在其他地方,还有姊妹科技公司通用航空通用电气的添加剂最近3D打印四个新的燃气轮机部件第一次。通用航空将成本和交货时间作为决定的主要因素,从熔模铸造转向了金属增材制造,尽管该公司已经拥有一套用于引气适配器盖的铸造模具。

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精选图片显示的是即将推出的劳斯莱斯UltraFan引擎。图像通过劳斯莱斯。

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