211service.com
GE a EADS tisknout díly pro letadla
DÁT zakládá ve svém globálním výzkumném ústředí v Niskayuně v New Yorku novou laboratoř, která se věnuje přeměně technologie trojrozměrného tisku na životaschopný způsob výroby funkčních dílů pro řadu svých podniků, včetně těch, které zahrnují zdravotní péči a letecký průmysl. Cílem společnosti je využít potenciál technologie k výrobě dílů, které jsou lehčí, fungují lépe a stojí méně než díly vyrobené konvenčními výrobními technikami.
Lehčí zátěž: Klasický závěs krytu proudového motoru (nahoře) by mohl být nahrazen složitějším dole, který je stejně pevný, ale váží o polovinu méně. Nový design vytvořený společností EADS je praktický díky technologii trojrozměrného tisku.
Technologie pro tisk trojrozměrných předmětů existuje po celá desetiletí, ale její aplikace byly z velké části omezeny na novinky a specializovanou zakázkovou výrobu, jako je výroba personalizovaných protetik. Ale technologie se nyní zlepšila do té míry, že tyto tiskárny dokážou vyrábět složité předměty z odolných materiálů, včetně keramiky a kovů, jako je titan a hliník, s rozlišením v řádu desítek mikrometrů.
V důsledku toho společnosti jako GE a evropský obranný a letecký gigant EADS pracují na jeho aplikaci v situacích, které se více podobají konvenční výrobě, kde je potřeba velké množství stejných dílů.
První aplikací technologie GE by mohly být ultrazvukové stroje, které jsou levnější a fungují lépe než současné verze. Jednou z nejdražších částí ultrazvukového přístroje je zařízení, které převádí elektronické signály na zvuk a zpět – část, která je při ultrazvuku přitlačena na kůži člověka. Tyto snímače se skládají z tisíců malých sloupků vzdálených od sebe pouhých 30 až 40 mikrometrů, přičemž každý sloupec je extrémně tenký, asi osmkrát až desetkrát vyšší, než je široký. Je extrémně obtížné vyrobit takové díly pomocí odlévání, protože je těžké uvolnit díl z formy. GE je tedy vyrábí pomocí přesného řezného nástroje, který velmi pomalu odřezává kus keramiky. Proces je pomalý a drahý a lze jej použít pouze k výrobě omezeného rozsahu tvarů.
Multimédia
Proces laserového tisku GE a EADS
Nyní GE vyvinula novou technologii tisku, která rozprostře tenkou vrstvu kaše složené z keramiky zapuštěné do polymerního prekurzoru. Když se na tuto vrstvu promítne vzor ultrafialového světla, materiál ztuhne pouze tam, kde byl světlu vystaven. Na to se rozprostře další vrstva kejdy, osvětluje se světlem a struktura se tak buduje vrstvu po vrstvě.
Proces stále není připraven na sériovou výrobu, říká Prabhjot Singh, strojní inženýr a projektový manažer společnosti GE Research. Ale protože je proces rychlejší a šetří materiál, může dosáhnout řádového snížení nákladů, říká. Návrháři GE využívající nový proces by mohli zlepšit výkon převodníku, protože nebudou tak omezeni typy tvarů, které mohou vytvořit. To by mohlo vést k ultrazvukům s vyšším rozlišením.
GE také zkoumá možnost tisku některých částí letadla, což je strategie, kterou nedávno prosazovala také společnost EADS. V laboratořích EADS ve Filtonu ve Spojeném království vědci prokázali, že dokážou vytisknout několik různých kovových dílů pro letadla pomocí technologie, která využívá laser k zahřívání kovových prášků, dokud nevytvoří pevné kovové tvary. Pomocí této techniky má EADS vytištěné kovové panty pro kryty motoru: panty umožňují, aby se kryty odklopily při údržbě motoru. Díly mají složité tvary, které udržují pevnost a zároveň snižují hmotnost dílu na polovinu. Nový závěs prošel testy používanými pro konvenční díly a ukázalo se, že splňuje požadavky na výkon. Úspora hmotnosti je v leteckém průmyslu zásadní. Podle EADS může snížení hmotnosti letadla o pouhý jeden kilogram vést k úspoře paliva ve výši 3 000 USD ročně nebo 100 000 USD za 30 let – což je typická životnost letadla.
Technologie je samozřejmě stále omezená. Ačkoli lze potisknout mnoho funkčních kovových slitin, vysoce výkonné slitiny používané uvnitř motoru nelze tímto způsobem vyrobit (takové díly vyžadují úroveň přesné kontroly teplot materiálů během zpracování, které nelze dosáhnout ještě v tisku). GE použije novou technologii k vytištění částí motoru, jako jsou lopatky turbíny, ale pouze pro testování určitých vlastností konstrukce, jako je její aerodynamika, a ne její schopnost přežít vysoké teploty a tlaky. Singh říká, že by to mohlo pomoci urychlit proces návrhu tím, že by bylo možné mít vysoce přesnou součást postavenou v týdnech spíše než měsících.
Dalším hlavním omezením technologie je velikost objektů, které dokáže tisknout. V závislosti na materiálu a tiskárně je možné tisknout věci, které mají průměr několik centimetrů až něco kolem metru. Tisk křídel nebo dílů pro některé velké turbíny GE stále není možný. A existují věci, které pravděpodobně nikdy nebudou vyrobeny pomocí trojrozměrného tisku. Nikdy se nepoužije k výrobě něčeho, jako jsou nehty. Ale nakonec by se dal použít k výrobě nástrojů, které tvoří nehty, říká Jonathan Meyer, vedoucí výzkumného týmu v EADS Innovation Works.