تولید افزایشی برای جنرال الکتریک
شرکت جنرال الکتریک، با استفاده از روش تولید افزایشی، بیش از 300 قطعه جز را به هفت قطعه اصلی در موتور GE9X تبدیل کردهاست. در روش تولید افزایشی، از نرمافزارهای طراحی به کمک رایانه (CAD) یا اسکنرهای سهبعدی اشیا استفاده میشود تا با هدایت دستگاه، مواد تخصصی لایه به لایه در اشکال هندسی دقیق رو هم قرار بگیرند.
اطلاعات طراحی استخراجشده از نرمافزار CAD، مسیر نازل یا نوک چاپ را هدایت میکند تا مواد به شکل خاصی قرار بگیرند. هر لایه متوالی به لایه قبلی از مواد ذوبشده یا نیمهذوبشده متصل میشود. این روند تا زمانی که کل قطعه تشکیل شده، تکرار میشود.
مواد سست یا ذوبنشده در طی مراحل پس پردازش برداشته شده و برای قطعه بعدی بازیافت میشوند. فرآیند تولید افزایشی با فرآیندهای معمولی متفاوت است و در آن مواد، ماشینکاری، فرزکاری یا کندهکاری میشوند تا شکل دلخواه به دست آید.
موتور GE9X محصول شرکت جنرال الکتریک
موتور GE9X بهعنوان بزرگترین و قدرتمندترین موتور هواپیما در بازار هوانوردی تجاری بشمار میرود. موتور GE9X که یک موتور توربوفن با نسبت گذردهی بالا و مشتقشده از موتور GE90 است، دارای یک فن بزرگ بوده و برای ساخت آن، مواد پیشرفته بکار رفتهاست. حداکثر نیروی پیشران تولیدشده توسط این موتور 134.300 پاوند بوده که 5 درصد بیشتر از نمونههای پیشین خود است.
علیرغم قابلیتهای آن، موتور در حال حاضر دارای 110 هزار پاوند نیروی پیشران برخاست است. بکارگیری مواد و فرآیندهای پیشرفته باعث شده تا این موتور کارآمدتر، بیصداتر و دارای آلایندگی کمتر باشد. موتور GE9X جنرال الکتریک برای آخرین عضو بوئینگ از خانواده 777، یعنی بوئینگ 777اکس طراحی شدهاست.
کاهش تعداد قطعات موتور GE9X
کمپرسور پرفشار این موتور، بخشی از قلب آن است که بهعنوان هسته نیز شناخته میشود. کمپرسور اطمینان حاصل میکند که هوای ورودی با فشار مطلوب برای احتراق فشرده میشود. این بخش شامل یک سری مراحل کمپرسور (پرههای متحرک و ثابت) است که به تدریج هوا را فشرده میکنند.
در طراحی معمولی، پرههای کمپرسور در هر مرحله بطور جداگانه (با اسپیسر، نگهدارندهها و پیچها) به دیسک یا بدنه متصل میشوند. یک دیسک (یا دیسک پرهای) از دیسکهای روتور و پرهها ساخته شدهاست. هر مرحله دوار ممکن است از صدها بخش جداگانه تشکیل شود.
پنج مرحله اول کمپرسور پرفشار موتور GE9X، بلیسک (دیسکهای تیغهای ترکیبی) در نظر گرفته میشود. یک بلیسک شامل یک قسمت جداگانه است که دیسک و پرههای دوار را از طریق روش تولید افزایشی، ریختهگری یکپارچه یا به سادگی جوشدادن پرههای جداگانه به دیسک روتور متصل میکند.
” بخوانید: ساخت پره توربین با استفاده از روش تولید افزایشی [فیلم] “
عدم نیاز به اتصال پرهها به دیسک، باعث کاهش تعداد اجزای کمپرسور میشود. بلیسک بطور قابلتوجهی نیروی پسا را به حداقل میرساند و بهرهوری کلی موتور GE9X را تا 8 درصد افزایش میدهد. علاوه بر این، طراحی منبع شروع و انتشار ترک را در اتصالات دم چلچلهای پرهها مشخص میکند.
بلیسک تحت آزمایش ارتعاش هماهنگ دقیق و تعادل دینامیکی با استاندارد بسیار بالا قرار میگیرد. دلیل این امر، نبود میرایی اتصال دم چلچلهای در بلیسک است. یکی از معایب قابلتوجه بلیسک این است که در صورت هر گونه آسیبی به پرهها فراتر از فرورفتگیهای جزئی، نیاز به برداشتن کامل موتور جهت تعمیر یا تعویض وجود دارد.
جدای از روش تولید افزایشی، استفاده از مواد سبکوزن با استحکام بالا نیز به جنرال الکتریک کمک کرده تا تعداد قطعات را کاهش دهد. برای مثال، جنرال الکتریک با استفاده از مواد پیشرفته، پرههای فن نازکتر، سبکتر و کارآمدتر تولید کردهاست. بهعنوان مقایسه، موتور GE90 شامل 22 پره، موتور GEnx دارای 18 پره و بزرگترین آنها، موتور GE9X، تنها 16 پره دارد.
منبع:
#جنرال الکتریک #موتور هوایی #پره توربین گازی
