순조로운 시작: GE Aerospace의 적층 제조 여정

2016년 8월, 미 육군은 GE와 Honeywell과 Pratt & Whitney의 합작 투자 회사인 Advanced Turbine Engine Company와 24개월 계약을 체결하여 Boeing AH-64 Apache와 Sikorsky UH-60에 제안된 엔진을 공급했습니다. 블랙호크 군용 헬리콥터가 예비 설계 검토를 거칩니다. 2018년 4월이면 시위가 시작되는 시점이다.

50%의 출력 증가와 25%의 연료 소비 감소 외에도 계약의 주요 요구 사항 중 하나는 새 엔진이 기존 기체에 장착된다는 것이었습니다. 엔진 설계가 헬리콥터에 올바르게 맞는지 성공적으로 검증하기 위해 GE는 신시내티에 있는 ATC(Additive Technology Center)의 폴리머 3D 프린팅 연구소를 활용하여 실제 크기에 맞는 T901 엔진의 프린팅 프로토타입을 개발했습니다.

GE의 T901 엔진에는 이 장비 및 엔진 테스트 단계에서 성공적으로 시연된 수많은 기술 발전이 포함되어 있으며, 이로 인해 미 육군은 GE에 금속 적층 제조(AM) 역량을 다시 한 번 발휘할 수 있는 5억 1700만 달러 규모의 계약을 수여했습니다. 여러 가지 첨가 금속 T901 엔진 부품의 엔지니어링 및 제조가 잘 진행되고 있습니다. 첫 번째 개발 엔진은 2022년에 가동되었으며 첫 비행 테스트 엔진은 현재 2023년 가을까지 인도될 예정입니다.

3월에는 투어 중GE 에어로스페이스 신시내티에 있는 의 ATC, TCT는 Apache 및 Black Hawk 플랫폼용 T901 AM 애플리케이션에 대한 몇 가지 컨텍스트를 제공받았습니다. GE Aerospace의 AM 여정, 애플리케이션별 애플리케이션은 다음과 같습니다.

"모든 것은 이 부품 하나에서 시작되었습니다." GE가 3D 프린팅된 LEAP 연료 노즐 팁을 지칭할 때 즐겨 사용하는 대사입니다. 무게가 25% 감소하고 비용 효율성이 30% 향상된 이 팁은 회사의 적층 제조 항해를 시작했지만 8년 전 최초의 FAA 승인 3D 프린팅 부품을 가져온 것은 GE90 T25 센서 하우징의 빠른 전환이었습니다. .

부품을 재설계해야 했기 때문에 ATC는 적층 제조를 사용하여 새로운 솔루션을 신속하게 개발하고 산업화했습니다. 10개의 부품이 하나로 통합되었고, 12개의 부품이 단일 빌드로 프린팅되었습니다. 이러한 구성 요소 중 약 400개가 제조되어 GE90-94B 엔진에 설치되었습니다.

현재 180,000개가 넘는 3D 프린팅된 LEAP 연료 노즐 팁이 배송되었으며, GE의 Auburn 제조 시설에서 매주 1,000개가 생산됩니다.

ATC 사이트 리더인 Chris Philp는 “우리는 신속하게 작업을 수행하고 빠르게 반복할 수 있어야 했기 때문에 3D 프린팅을 사용했습니다.”라고 말합니다.

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T25 센서 하우징을 개선한 후 유사한 설계 개념이 열 교환기에 빠르게 적용되었으며 부품 조립, 크기, 무게 및 비용이 크게 절감되었습니다. 예를 들어, GE9X 엔진에는 40% 더 가벼운 Concept Laser M2에서 제조된 알루미늄 F357 열교환기가 통합되었습니다. 또한 전통적으로 제조된 163개의 부품을 하나의 인쇄된 조각으로 통합한 부품을 자랑합니다.

"[기존의] 열교환기에는 많은 튜브가 용접되어 있으며 우리는 이를 견고한 몸체로 3D 프린팅했습니다."라고 Philipp은 설명합니다. "따라서 내구성이 훨씬 더 뛰어나고 오류 발생 가능성도 적습니다."

신뢰할 수 있는 항공기 부품을 적층 제조할 수 있다는 사실을 FAA에 입증한 GE는 자신감을 얻었습니다. GE9X 엔진 플랫폼을 도입하면서 새로운 엔진에서 3D 프린팅을 활용할 수 있는 기회를 보았습니다. 팀은 엔진의 제약 내에서 기존 방식으로 생산할 수 없는 유동 경로 구성 요소에 적층 제조를 적용하기로 결정했습니다.

이를 통해 GE는 원심력을 사용하여 먼지 입자를 흐름 경로 외부로 전환한 후 주류로 유입되어 내구성을 향상시키는 사이클론 유도 부품을 설계했습니다.