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#Novedades de la industria
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La asociación de impresión 3D de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos alcanza su primer hito clave
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La colaboración entre General Electric y la Fuerza Aérea de los EE.UU. ha alcanzado su primer hito al imprimirse en 3D la cubierta del sumidero del F110.
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Un equipo de expertos de GE Additive y GE Aviation han estado trabajando con la Fuerza Aérea de EE.UU. para desarrollar piezas de repuesto para sus motores.
El equipo, que recientemente inició la fase 1 del programa, se ocupó de identificar las piezas de repuesto para los motores F110 y TF34 y de demostrar su aeronavegabilidad.
La cubierta del sumidero del motor GE F110 se utiliza en los cazas F-15 y F-16 de la Fuerza Aérea de los EE.UU., y esa parte se ha convertido en el centro de esta primera fase de la colaboración.
Rebobinar
A mediados de 2019, GE Additive y GE Aviation se dirigieron a la Fuerza Aérea de los Estados Unidos para proponer un programa de colaboración en materia de aditivos metálicos para abordar sus necesidades específicas de sostenimiento, preparación y asequibilidad.
La Oficina de Sostenimiento Rápido de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (RSO) está encargada de aumentar la preparación de la misión identificando, aplicando y escalando rápidamente la tecnología esencial para la operación y el sostenimiento de su flota. Y, con un número significativo de aeronaves que pronto entrarán en su sexta década de servicio, las dificultades en el abastecimiento y la producción de piezas de repuesto representan potencialmente un riesgo significativo.
La experiencia de GE en la calificación y certificación de componentes metálicos fabricados con aditivos que cumplen los rigurosos requisitos reguladores del sector de la aviación comercial fue de interés para la RSO a medida que la Fuerza Aérea continúa dando forma a su propia trayectoria de certificación y aeronavegabilidad con aditivos metálicos.
"La RSO está entusiasmada por asociarse con GE Additive y sus esfuerzos para entregar piezas fabricadas con aditivos para la Fuerza Aérea", dijo Nathan Parker, subdirector ejecutivo del programa de la RSO, que supervisa y proporciona fondos para el proyecto con GE. "Sus éxitos ayudarán a asegurar que nuestros sistemas obtengan rápidamente las piezas de alta calidad que necesitan para mantenerse en vuelo y listos"
"El esfuerzo de colaboración entre la Fuerza Aérea de los EE.UU. y GE muestra una gran promesa hacia la adopción de piezas metálicas impresas en 3D como una opción para resolver los desafíos de sostenimiento actuales y futuros de la Fuerza Aérea de los EE.UU.". Esta capacidad proporciona un método alternativo para obtener piezas para sistemas de propulsión heredados a lo largo de su ciclo de vida, especialmente cuando se enfrentan a una base de proveedores en disminución o cuando las demandas poco frecuentes o los pedidos de bajo volumen no son atractivos para los fabricantes tradicionales", dijo el coronel Benjamin Boehm, director de la Dirección de Propulsión del AFLCMC/LP.
La velocidad es la moneda del aditivo
La colaboración de GE con la RSO ha sido la primera vez que los equipos de ingeniería y cadena de suministro de GE Additive y GE Aviation se han asociado en beneficio de un cliente externo.
"La Fuerza Aérea quería ir rápido desde el primer día y obtener la capacidad y la habilidad para la fabricación de aditivos metálicos, lo más rápido posible, para mejorar la preparación y la sostenibilidad", explica Lisa Coroa-Bockley, directora general de soluciones de materiales avanzados de GE Aviation.
"La velocidad es la moneda del aditivo, y al aplicar nuestras experiencias en aditivos con la boquilla de combustible LEAP y otras partes impresas adicionalmente para el GE9X, siendo capaces de ofrecer una solución de extremo a extremo y también aplicando las lecciones aprendidas de un robusto proceso de certificación, hemos sido capaces de acelerar el ritmo para la USAF", añadió Coroa-Bockley.
Melanie Jonason, ingeniera jefe de la división de mantenimiento de la propulsión en la Base Aérea de Tinker (AFB) en Oklahoma, estaba muy interesada en que su división fuera parte del programa desde el principio.
"La reingeniería de las piezas de legado y la fabricación aditiva de bajas cantidades de piezas fundidas tradicionalmente tiene un potencial increíble para mejorar la compatibilidad con el USAF. Vale la pena que nos centremos en desarrollar un proceso rápido y altamente repetible", dijo Melanie Jonason.
Jonason y su equipo ya disfrutaban de una estrecha relación de trabajo con el equipo de grandes motores militares de GE Aviation y su ingeniero jefe, el Dr. Matt Szolwinski. La adición de James Bonar y un equipo multidisciplinario de ingenieros de GE Additive completó el equipo.
"Tinker AFB es un promotor de la fabricación de aditivos para la Fuerza Aérea, y Melanie ha sido una verdadera campeona en la defensa de la fabricación de aditivos, por lo que ha sido energizante asociarse y resolver problemas con su equipo para entregar un componente y un proceso", añadió Szolwinski.
La Fuerza Aérea de los EE.UU. y el GE establecieron un programa basado en un modelo de "desarrollo en espiral" (basado en un concepto a menudo utilizado para mejorar el desarrollo de software) que aumenta en complejidad y escala con cada fase. En este programa, la complejidad implica pasar de una identificación de partes más simple, progresar a la consolidación de partes y familias de partes y eventualmente abordar componentes y sistemas complejos, como los intercambiadores de calor de núcleo común.
El hito tecnológico alcanzado
El equipo ha iniciado recientemente la fase 1 del programa, que ha consistido en la identificación de los repuestos de GE Aviation para los motores F110 y TF34 y la demostración de su capacidad de aeronavegabilidad.
Habiendo experimentado ya de primera mano cuán estirada se ha vuelto la industria de la fundición, y con unos plazos de "arranque en frío" de entre dos y tres años para ciertas piezas que no son poco comunes, Szolwinski y su equipo ya habían empezado a explorar cómo y dónde podrían integrarse los procesos de aditivación de metales.
El trabajo preliminar se había completado en la cubierta del sumidero para el motor GE F110 utilizado en los aviones F-15 y F-16, y esa parte se convirtió en la parte central de esta primera fase.
La aviación del F110
"Comparado con otras partes del motor del F110, la tapa del sumidero puede tener una menor funcionalidad, pero es increíblemente importante. Necesita ser durable, formar un sello y necesita funcionar para que todo el motor funcione - lo que por supuesto es crítico en un avión de un solo motor como el F-16", dijo James Bonar, gerente de ingeniería de GE Additive.
El equipo de GE Additive se asoció estrechamente con el equipo de GE Aviation para construir el trabajo exploratorio en la cubierta del sumidero, que fue convencionalmente fundido en aluminio. El equipo de Bonar se aseguró de que se cumplieran las sólidas prácticas de diseño durante la puesta a punto de los parámetros y el proceso de marcación en el Centro de Tecnología de Aditivos de GE Aviation (ATC) en Cincinnati. Las máquinas M2 de GE Additive Concept Laser que funcionan con cromo-cobalto en el ATC se utilizaron para las primeras construcciones de cubiertas de sumideros fabricadas con aditivos.
"Parte de ese proceso implicaba explorar cómo eliminar rápidamente los riesgos asociados con las piezas fundidas, y cómo el aditivo de metal podría sustituirlo para aquellas piezas que ya no están en producción, o en las que necesitamos tiradas de producción más pequeñas para mantener nuestras plataformas en vuelo", añadió Jonason.
"El programa con GE se adelanta a lo previsto y el trabajo preliminar ya realizado en la cubierta del sumidero nos ha permitido avanzar rápidamente. A medida que construimos nuestro plan de aeronavegabilidad con aditivos metálicos para la Fuerza Aérea, la finalización de cada fase representa un hito significativo a medida que nos acercamos a conseguir que una pieza de aditivo esté cualificada para volar en uno de nuestros aviones", dijo Beth Dittmer, jefe de división de integración de propulsión en Tinker AFB.
www.geaviation.com
www.geadditive.com
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