GE航空子公司Avio公司在3D打印噴氣發(fā)動(dòng)機輕質(zhì)金屬渦輪葉片工藝方面取得突破。該公司采用3千瓦的電子槍加速電子束熔煉制造葉片的鈦粉末。這種電子槍比目前打印金屬零件用的激光束能量高10倍,可熔煉比激光粉末3D打印機厚4倍的粉末層。因此,一臺打印機在72小時(shí)內就能夠生產(chǎn)出7個(gè)GEnx噴氣發(fā)動(dòng)機內部的八級低壓渦輪葉片。這與現有的鑄造方法比,非常有競爭力。
Avio公司開(kāi)發(fā)的這項技術(shù)稱(chēng)為電子束熔煉(EBM)。該項技術(shù)有利于推進(jìn)先進(jìn)航空航天材料鈦鋁合金(TiAl)的零件制造。鈦鋁合金比傳統低壓渦輪葉片的鎳基合金輕50%,用這種材料制造的葉片能夠將整個(gè)低壓渦輪減重20%。盡管鈦鋁合金很昂貴,但是減重和由此帶來(lái)的燃油節省使其物超所值。鈦鋁合金的缺點(diǎn)是難以加工,通常采用熔模鑄造法或紡鑄法。然而該材料冷卻時(shí)有很高的縮減率,很容易變脆斷裂。電子束熔煉解決了這個(gè)問(wèn)題。
電子束將金屬細粉熔煉,然后打印機直接將3D電腦圖打印成零件。這項技術(shù)允許預熱金屬粉末,從而能夠更好地控制零件的性能。工程師也可以改變葉片的形狀,在同一臺打印機上快速連續地打印不同的葉片,而傳統鑄造通常費時(shí)費力。
今年晚些時(shí)候,GE公司將在俄亥俄州的測試工廠(chǎng)對其為GEnx打印的葉片開(kāi)始測試。這些葉片也安裝于GE9X上。GE公司同時(shí)也在阿拉巴馬開(kāi)設了新的工廠(chǎng),目的是用3D打印技術(shù)生產(chǎn)噴氣發(fā)動(dòng)機燃油噴嘴。