通用航空市場已經(jīng)有30年未開展過全新渦槳發(fā)動機(jī)的研發(fā)項目了，因為在重新開始研發(fā)一款發(fā)動機(jī)的背后，是巨額的成本投入和超長的研制周期，通常需要10年之久。而如今，GE航空集團(tuán)的Jaroslaw Weronko卻帶領(lǐng)他的團(tuán)隊，在短短兩年里完成了全部設(shè)計流程。

GE 是如何挑戰(zhàn)不可能的？

       作為研發(fā)GE最新渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)的工程師，Jaroslaw Weronko每天都“壓力山大”。他的工作職責(zé)是確保高壓渦輪（發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵部件）在內(nèi)部高溫和巨大機(jī)械力的情況下，每分鐘旋轉(zhuǎn)超過40,000轉(zhuǎn)。 雖然工作壓力緊迫，但他卻樂在其中。在他眼里，渦輪部件是整個發(fā)動機(jī)中壓力最大的模塊。 去年12月，GE開始測試Weronko團(tuán)隊研發(fā)的全新渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)。該發(fā)動機(jī)的設(shè)計與組件研制具有革命性的意義，因此僅僅是測試階段，就備受整個航天航空工業(yè)的關(guān)注。GE航空集團(tuán)將這款全新的渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)命名為“GE Catalyst”，正如GE航空集團(tuán)通用和公務(wù)航空部門副總裁Brad Mottier所說，“這款發(fā)動機(jī)是一款改變游戲規(guī)則的產(chǎn)品”。

      Weronko和他的團(tuán)隊致力打造研發(fā)的設(shè)計和部件

      全新渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)：

      與同級別的發(fā)動機(jī)相比，燃油消耗降低20％

      與同級別的發(fā)動機(jī)相比，功率提高10％

      而且，GE Catalyst將成為全世界第一款集成螺旋槳操作全權(quán)數(shù)字控制的渦槳發(fā)動機(jī)。 更加了不起的是，該發(fā)動機(jī)超過三分之一的部件是通過3D打印技術(shù)生產(chǎn)制造的。GE發(fā)現(xiàn)，在發(fā)動機(jī)中有855個單獨的部件可以通過增材制造技術(shù)組合成12個部件，因此大幅提升了發(fā)動機(jī)研制速度，還幫助發(fā)動機(jī)成功“瘦身”100多磅。

      全權(quán)數(shù)字控制的GE Catalyst

      依靠3D打印和數(shù)字分析，GE在兩年內(nèi)完成了十年任務(wù)

      在過去，一個零件的鑄造周期可能需要幾周或幾個月，傳統(tǒng)的制造技術(shù)，例如鉆孔和銑削，會通過去除材料來完成零件。 因此，依靠傳統(tǒng)制造技術(shù)制造那些內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件往往非常困難。然而通過3D打印技術(shù)，可以一層一層地制作金屬材料，制作空心、網(wǎng)格狀或其他復(fù)雜形狀部件的難度大大下降。

      3D打印技術(shù)制作的部件

      不僅如此，3D打印技術(shù)更可以優(yōu)化、縮短整個設(shè)計周期，大幅節(jié)省時間。原本需要幾周甚至幾個月的生產(chǎn)工藝流程現(xiàn)在只需要幾天甚至幾小時就能完成。不再需要耗時的鑄造周期和復(fù)雜的鍛造模具或?qū)Ｓ脵C(jī)器，一臺3D打印機(jī)，解決一切問題。 在GE Catalyst的研發(fā)過程中，數(shù)據(jù)同樣起到了非常關(guān)鍵的作用，幫助Weronko團(tuán)隊實現(xiàn)對GE Catalyst設(shè)計微調(diào)，并通過分析眾多傳感器收集到的熱量、振動、壓力和其他信息，將整體設(shè)計不斷細(xì)化、精益求精。 同時，由于Catalyst在設(shè)計的過程中充分利用數(shù)據(jù)，未來GE可以為Catalyst創(chuàng)造一個“數(shù)字雙胞胎”，用于模擬、預(yù)防發(fā)動機(jī)可能出現(xiàn)的問題。通過對比其他發(fā)動機(jī)的信息，“數(shù)字雙胞胎”可以精準(zhǔn)狙擊發(fā)動機(jī)性能的任何微小異樣，甚至可以精確到是哪個供應(yīng)商提供的部件，從而為同一批次的零部件研制出一套基于客戶需求的、高度定制化的發(fā)動機(jī)維修計劃，使維修更加高效、便捷。

來源：3d打印網(wǎng)

編輯：董強(qiáng)