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La partnership per la stampa 3D della US Air Force raggiunge la prima pietra miliare

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Una collaborazione tra la General Electric e l'Aeronautica Militare degli Stati Uniti ha raggiunto la sua prima pietra miliare con la stampa in 3D di una copertina a pozzetto per l'F110.

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Un team di esperti di GE Additive e GE Aviation ha collaborato con l'Aeronautica Militare degli Stati Uniti per lo sviluppo di parti di ricambio per i suoi motori.

Il team, che ha recentemente avviato la Fase 1 del programma, si è occupato dell'identificazione dei pezzi di ricambio per i motori F110 e TF34 e della dimostrazione della loro aeronavigabilità.

Il coperchio del carter del motore GE F110 è utilizzato sui caccia a reazione F-15 e F-16 della US Air Force, e questa parte è diventata il fulcro di questa prima fase della collaborazione.

Riavvolgi

A metà del 2019, GE Additive e GE Aviation si sono rivolte all'Aeronautica Militare degli Stati Uniti per proporre un programma di collaborazione per l'additivazione dei metalli per rispondere alle sue specifiche esigenze di sostenibilità, disponibilità e accessibilità economica.

L'Ufficio di Sostegno Rapido dell'Aeronautica Militare degli Stati Uniti (RSO) ha il compito di aumentare la prontezza di missione identificando, applicando e scalando rapidamente la tecnologia essenziale per il funzionamento e il sostegno della sua flotta. E, con un numero significativo di velivoli che entrano presto nel sesto decennio di servizio, le difficoltà nel reperire e produrre pezzi di ricambio rappresentano potenzialmente un rischio significativo.

L'esperienza di GE nel qualificare e certificare componenti metallici prodotti in aggiunta che soddisfano i rigorosi requisiti normativi del settore dell'aviazione commerciale è stata di interesse per la RSO, poiché l'Aeronautica Militare continua a plasmare il proprio percorso di certificazione e di aeronavigabilità degli additivi metallici.

"La RSO è entusiasta di collaborare con GE Additive e i suoi sforzi per fornire parti prodotte in aggiunta per l'Aeronautica Militare", ha detto Nathan Parker, vice direttore esecutivo del programma della RSO che supervisiona e fornisce i finanziamenti per il progetto con GE. "I loro successi contribuiranno a garantire che i nostri sistemi ottengano rapidamente le parti di alta qualità di cui hanno bisogno per rimanere in volo e pronti"

"Lo sforzo di collaborazione tra l'Aeronautica Militare degli Stati Uniti e GE mostra grandi promesse verso l'adozione di parti metalliche stampate in 3D come opzione per risolvere le sfide attuali e future dell'Aeronautica Militare degli Stati Uniti. Questa capacità fornisce un metodo alternativo per l'approvvigionamento di parti per i sistemi di propulsione tradizionali durante tutto il loro ciclo di vita, soprattutto quando si ha a che fare con una base di fornitori in diminuzione o quando le richieste infrequenti o gli ordini di volumi ridotti non sono interessanti per i produttori tradizionali", ha detto il colonnello Benjamin Boehm, direttore della direzione della propulsione AFLCMC/LP.

La velocità è la valuta dell'additivo

La collaborazione di GE con l'RSO è stata la prima volta che i team di GE Additive e i team di ingegneria e supply chain di GE Aviation si sono associati per la prima volta a beneficio di un cliente esterno.

"L'Aeronautica Militare voleva andare veloce fin dal primo giorno e acquisire la capacità e la capacità di produzione di additivi metallici, il più rapidamente possibile, per migliorare la prontezza e la sostenibilità", spiega Lisa Coroa-Bockley, direttore generale per le soluzioni di materiali avanzati presso GE Aviation.

"La velocità è la moneta degli additivi, e applicando le nostre esperienze di additivi con l'ugello del carburante LEAP e altre parti stampate in aggiunta per il GE9X, essendo in grado di offrire una soluzione end-to-end e applicando anche le lezioni apprese da un robusto processo di certificazione, siamo stati in grado di accelerare il ritmo per l'USAF", ha aggiunto Coroa-Bockley.

Melanie Jonason, ingegnere capo della divisione di supporto alla propulsione presso la Tinker Air Force Base (AFB) in Oklahoma, ha voluto che la sua divisione facesse parte del programma fin dall'inizio.

"La reingegnerizzazione di parti ereditate e la produzione di quantità ridotte di pezzi fusi tradizionali ha un potenziale incredibile per migliorare il supporto dell'USAF. Vale la pena concentrarsi sullo sviluppo di un processo veloce e altamente ripetibile", ha dichiarato Melanie Jonason.

Jonason e il suo team hanno già avuto uno stretto rapporto di lavoro con il grande team di GE Aviation per i motori militari e con il suo ingegnere capo, il Dr. Matt Szolwinski. L'aggiunta di James Bonar e di un team multidisciplinare di ingegneri della GE Additive ha completato il team.

"Tinker AFB è un promotore della produzione additiva per l'Aeronautica Militare, e Melanie è stata una vera campionessa nel sostenere la produzione additiva, quindi è stato energizzante collaborare e risolvere i problemi con il suo team per consegnare un componente e un processo", ha aggiunto Szolwinski.

L'Aeronautica Militare degli Stati Uniti e GE hanno optato per un programma basato su un modello di "sviluppo a spirale" (basato su un concetto spesso utilizzato per migliorare lo sviluppo del software) che aumenta in complessità e scala ad ogni fase. In questo programma, la complessità comporta il passaggio da una più semplice identificazione delle parti, il progresso verso il consolidamento di parti e famiglie di parti e, infine, la gestione di componenti e sistemi complessi, come i comuni scambiatori di calore del nucleo.

Raggiunto il traguardo tecnologico

Il team ha recentemente avviato la Fase 1 del programma, che prevedeva l'identificazione dei pezzi di ricambio GE Aviation per i motori F110 e TF34 e la dimostrazione della loro capacità di aeronavigabilità.

Avendo già sperimentato in prima persona quanto sia diventata tesa l'industria della fusione, e con tempi di "partenza a freddo" tra i due e i tre anni per alcune parti non infrequenti, Szolwinski e il suo team avevano già iniziato ad esplorare come e dove i processi di additivazione dei metalli potessero essere integrati.

I lavori preliminari erano stati completati sul coperchio del pozzetto del motore GE F110 utilizzato su entrambi i velivoli F-15 e F-16, e quella parte è diventata la parte centrale di questa prima fase.

F110 aviazione

"Rispetto ad altre parti del motore F110, il coperchio del carter potrebbe avere una funzionalità inferiore, ma è incredibilmente importante. Deve essere resistente, formare una guarnizione e deve funzionare per l'intero motore, il che è ovviamente fondamentale su un velivolo monomotore come l'F-16", ha detto James Bonar, responsabile tecnico di GE Additive.

Il team di GE Additive ha collaborato strettamente con il team di GE Aviation per costruire il lavoro esplorativo sul coperchio del pozzetto di raccolta, che è stato fuso convenzionalmente in alluminio. Il team di Bonar ha garantito il rispetto delle solide pratiche di progettazione durante la messa a punto dei parametri e il processo di dial-in presso l'Additive Technology Center (ATC) di GE Aviation a Cincinnati. Le macchine GE Additive Concept Laser M2 additive Concept M2 che utilizzano il cobalto-cromo presso l'ATC sono state utilizzate per le prime costruzioni di coperchi di pozzetti prodotti in aggiunta.

"Parte di questo processo consisteva nell'esplorare come eliminare rapidamente i rischi associati alle fusioni e come l'additivo metallico potrebbe sostituirlo per quelle parti che non sono più in produzione, o dove abbiamo bisogno di cicli di produzione più piccoli per mantenere le nostre piattaforme volanti", ha aggiunto Jonason.

"Il programma con GE è in anticipo sui tempi e il lavoro preliminare già svolto sul coperchio del pozzetto ci ha permesso di procedere rapidamente. Mentre costruiamo il nostro piano di aeronavigabilità con additivi metallici per l'Aeronautica Militare, il completamento di ogni fase rappresenta una pietra miliare significativa, poiché ci avviciniamo sempre di più all'ottenimento di una parte additiva qualificata per volare su uno dei nostri velivoli", ha dichiarato Beth Dittmer, capo divisione, integrazione della propulsione presso Tinker AFB.

www.geaviation.com

www.geadditive.com

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