GKN航空扩大与普惠的3D打印引擎组件合作

| 3DScienceValley · 2019/06/28

近日，英国跨国制造商GKN航空航天发动机系统宣布与美国航空航天制造商普惠-Pratt＆Whitney扩展其风险和收益分享合作伙伴关系（RRSP），在3D打印方面加强合作。

飞机发动机动力总成。来源：GKN航空航天发动机系统

加深合作借力发力

GKN航空航天发动机系统将利用3D打印-增材制造技术为GTF系列的Pratt＆Whitney PW1500G和PW1900G发动机开发制造风扇壳安装环和风扇垫片。

根据，GKN航空航天发动机系统，3D打印能够大大减少原材料的使用，降低产品生命周期能源成本，有助于减少碳排放。

Pratt＆Whitney GTF发动机系列于2016年投入使用。从那时起，该发动机已实现其承诺的减少燃油消耗16％至20％，并显着减少碳排放和噪音足迹。

普惠带有3D打印零部件的发动机。来源：普惠

作为GTF系列的一部分，为巴西航空工业公司E190-E2飞机提供动力的PW1900G发动机和为空中客车A220飞机提供动力的PW1500G发动机将被列入RRSP计划。在计划中，GKN航空航天发动机系统负责设计和制造涡轮机排气壳（TEC）和中间压缩机壳（IMC）以及发动机的低压涡轮（LPT）轴的制造。

合作的加深也加强了GKN航空航天发动机系统参与这些发动机项目的投入水平以及作为普惠发动机部件长期供应商的角色。此外，GKN还为普惠提供用于空中客车A320neo系列飞机和三菱支线飞机（MRJ）的组件。

根据3D科学谷的了解，RRSP计划中，GKN用到的一项增材制造工艺是将金属丝原料与安装在机械臂上的激光器相结合，用金属丝激光金属沉积（LMD-w）的方式实现金属3D打印过程。

就在本月，GKN还继续加强与美国橡树岭国家实验室（ORNL）的合作，并达成1780万美元的协议，委托ORNL为其搭建新型增材制造生产单元–Cell 2，这个增材制造生产单元采用LMD-w技术，开发大型飞机部件。

GKN委托ORNL搭建的增材制造单元。来源：GKN

GKN还参与了欧盟 – 加拿大资助的AMOS项目，该项目旨在开发定向能量沉积（DED）技术，用于修复航空航天中使用的部件。

3D科学谷Review

正如《3D打印与工业制造》一书中所提到的“3D打印的价值在于赋能制造业附加值创造”，3D打印附加值创造的能量正在获得验证。在3D科学谷看来，随着GE的LEAP引擎揭开了GE在3D打印领域真正的大赢家面目，整个航空航天业界的企业悉数加大了对3D打印的投入。GKN与普惠加强合作可以说只是航空航天界增强3D打印投入的“冰山一角”。

3D打印，在航空航天领域已经显现出指数级增长的附加值创造能量。

正如GE所感叹的3D打印的革命：这个部件的核心部分只有核桃般大小，却改变了GE制造航空发动机的方式

3D打印的零件搭载到了空客A320neo和波音737 MAX飞机的LEAP发动机上。而该款发动机在2018年底总订单数量也已经超过1.6万台，总价值超过2,360亿美元。在刚刚2019年6月刚过去的巴黎航空展上，LEAP发动机再次获得了550亿美金的订单。

正如3D科学谷在《3D打印与工业制造》一书中所提到的，3D打印正在催生下一代飞机的设计与制造。

在3D科学谷看来，一步之差很容易带来千里之差，同行必须投入更大的代价，才能缩小差距。普惠在全线加强其3D打印的投入，并且在与合作伙伴合作的过程中，采取了全程参与的方式，对推动3D打印获得认证起到关键的作用。

就在前不久，普惠测试的3D打印整体叶盘（IBR）进入到第二阶段。

而另外一家，赛峰3D打印的LEAP发动机润滑装置已获得EASA1和FAA2适航当局的认证。赛峰加强了决心，利用3D打印无可否认的优势，开发出一系列通过传统生产方法无法制造的新设计的特定零件。

就在近日，基于Arrius直升机发动机，赛峰集团还推出了用于直升机的Add +发动机原型，其30％的部件采用增材制造（3D打印）技术制造而成。这项开发工作始于2018年初，目前正在进行组装，将在2020年秋天进行地面运行。

在这里，我们可以深度的感受3D打印领域的两个道理：

- 3 D打印的优势在于生产那些传统加工方式难以加工出来的产品，从改变产品设计的源头创造制造业附加值。如果从事3D打印工作，并没有发挥这个优势，这意味着附加值创造没有发挥出来。

- 3D打印与应用的结合不是一蹴而就的，需要长达数年甚至是十几年的积累，这个过程是缓慢且折磨心智的，然而，缺乏这个积累过程，就无法获得后期指数级增长的模式，无法获取附加值创造的果实。

更多关于3D打印在发动机领域的应用，请参考3D科学谷发布的《3D打印与航空发动机白皮书》