300 peças reduzidas a apenas 7: os benefícios das técnicas de fabricação aditiva da General Electric

Apr 17, 2024

O maior e mais potente motor de aeronave comercial da General Electric incorpora várias técnicas de fabricação aditiva.

Graças às técnicas de fabricação aditiva, a General Electric combinou mais de 300 peças de motor em apenas sete no motor GE9X. As técnicas de fabricação aditiva usam software de Design Auxiliado por Computador (CAD) ou scanners de objetos tridimensionais para direcionar as máquinas para depositar material especializado, camada sobre camada, em formas geométricas precisas.

As informações de projeto do software CAD orientam o caminho de um bico ou cabeçote de impressão à medida que deposita o material em um formato específico. Cada camada sucessiva liga-se à camada anterior de material fundido ou parcialmente fundido. O processo se repete até que toda a peça seja criada.

O material solto ou não fundido é removido durante o pós-processamento e reciclado para a próxima peça. O processo de fabricação aditiva difere dos processos convencionais, onde os materiais são usinados, fresados ​​ou esculpidos para obter a forma desejada.

O GE9X é o maior e mais potente motor de aeronave do mercado de aviação comercial. O turbofan de alto bypass, derivado do GE90, apresenta um ventilador enorme, materiais avançados e taxas de bypass e compressão mais altas. Com a capacidade máxima de produzir 134.300 lbf (libra-força) de empuxo, é 5% mais potente que seu antecessor.

Apesar de sua capacidade, o motor está atualmente avaliado em 110.000 lbf de empuxo de decolagem. Materiais e processos avançados tornam o motor mais eficiente, mais silencioso e com menos emissões. O GE9X da General Electric foi projetado explicitamente para o mais recente membro da família 777 da Boeing, o Boeing 777X.

O coração do motor turbofan é o seu compressor de alta pressão, também conhecido como núcleo. O compressor garante que o ar que entra seja comprimido a uma pressão ideal, ideal para combustão. É composto por uma série de estágios de compressor (pás rotativas e palhetas estacionárias) que comprimem gradualmente o ar.

Em um projeto convencional, as lâminas do compressor em cada estágio são fixadas individualmente (com espaçadores, retentores e parafusos) ao disco ou tambor. Um disco (ou disco com lâminas) é feito de discos e pás do rotor; cada estágio rotativo pode consistir em centenas de peças individuais.

Os primeiros cinco estágios do compressor de alta pressão do motor GE9X são considerados blisks (discos de lâminas combinadas). Um blisk consiste em uma única peça conectando o disco e as pás rotativas por meio de fabricação aditiva, fundição integral ou simplesmente soldagem de pás individuais a um disco do rotor.

Eliminar a necessidade de fixar lâminas ao disco diminui o número de componentes do compressor. Os Blisks minimizam significativamente o arrasto e aumentam a eficiência geral do motor GE9X em até 8%. Além disso, o projeto elimina a fonte de iniciação e propagação de trincas nas ranhuras em cauda de andorinha (fixações) das lâminas.

Os Blisks passam por rigorosos testes de vibração harmônica e balanceamento dinâmico com um padrão extremamente alto. Isso ocorre porque o amortecimento da fixação em cauda de andorinha não está presente em blisks. Uma desvantagem significativa dos blisks é que qualquer dano às lâminas além de pequenos amassados ​​requer a remoção completa do motor para que o blisk possa ser reparado ou substituído.

Quer respostas para mais questões importantes na aviação? Confira o resto de nossos guias aqui.

Além das técnicas de fabricação aditiva, o uso de materiais leves e ultra-resistentes também ajudou a GE a reduzir o número de peças. Por exemplo, usando materiais avançados, a GE fabricou pás de ventiladores mais finas, mais leves e mais eficientes. A título de comparação, o GE90 possui 22 lâminas, o GEnx possui 18 e o maior dos três, o GE9X, possui apenas 16 lâminas.

O que você acha das técnicas de fabricação aditiva usadas pela GE no motor GE9X? Conte-nos na seção de comentários.

Escritor - Omar é um entusiasta da aviação e possui doutorado. em Engenharia Aeroespacial. Com vários anos de experiência técnica e de pesquisa, Omar pretende se concentrar em práticas de aviação baseadas em pesquisa. Além do trabalho, Omar tem paixão por viajar, visitar locais de aviação e localizar aviões. Com sede em Vancouver, Canadá