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3D打印百科
叮~GE9X 发动机3D打印热交换器已做好“起飞”准备
发表日期:2021-01-12 12:02 浏览次数:186

       根据GE航空,GE9X是世界上最大的商用飞机发动机,该发动机于2020年9月获得了美国联邦航空管理局(FAA)的认证。GE9X发动机融合了GE在过去十年中开发的最先进的技术,增材制造技术是GE9X发动机制造中应用的先进技术之一,GE9X拥有304个增材制造-3D打印零件,涵盖了七大类型,其中一种增材制造应用为发动机伺服热交换器。这一热交换器由GE 航空与GE增材制造共同使用增材制造开发并获得了认证。

        GE 开发的传统热交换器由数十根细金属管组成,但为GE9X开发的3D打印伺服热交换器具有完全不同的轮廓,它包括通道和复杂的内部几何形状。GE 公司最近揭示了GE9X 新型3D打印热交换器以及多样化的航空热交换器增材制造设计理念、优势。本期3D科学谷将进行分享,借此来感受增材制造技术为热管理带来改变与机遇。

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GE9X 发动机增材制造应用©3D科学谷发布的《3D打印与航空发动机白皮书2.0

提升热管理性能

block GE9X 发动机3D打印热交换器

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四种不同增材制造热交换结构设计方式©GE Additive

图中为四种不同的增材制造热交换器结构,分别为:三叉-Trifurcating,管壳式-Tube-Shell,板翅式-Plate-Fin,矩阵式-Matrix。矩阵式为GE9X 发动机3D打印热交换器中应用的结构。

增材制造热交换结构,将促进热管理性能的提升。

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GE9X 3D打印热交换器©GE Additive

这是GE团队为GE9X 发动机开发的首台个生产级3D打印热交换器。这是一种高压燃油冷却的油冷却热交换器,是发动机关键组件。

根据GE,这一3D打印热交换器减重45%,没有钎焊接头。工艺与组件均进行了认证,可用于波音777x飞机。

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AIA 增材制造零件认证建议©GE Additive

航空航天工业协会(Aerospace Industries Association,AIA) 为增材制造零件认证提出了建议,GE 3D打印热交换器的认证也是参照这一建议进行准备的。

block 灵活多样的3D打印热交换器

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多样化的3D打印热交换器©GE Additive

GE开发了灵活多样的增材制造热交换器设计。增材制造技术的应用,使得制造商能够针对特定的热管理需求,灵活开发多样化的热交换器。

但不论3D打印热交换器的设计多么丰富多样,在设计开发时要考虑的关键因素是相同的,包括:温度、重量、成本、热膨胀、疲劳、压力、可打印性、公差。

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薄壁结构©GE Additive

3D打印热交换器设计中非常重要的一点是薄壁结构。GE 在创建增材制造薄壁特征以及材料测试方面积累了经验,他们了解设计的影响以及质量保证注意事项。GE 未来的应用目标是通过大型金属增材制造设备制造薄壁零件。

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薄壁结构©3D科学谷发布的《3D打印与换热器及散热器白皮书

block 3D打印热交换器应用前景

在航空制造领域,增材制造热交换器的应用可以分为两大类,即:商用航空应用与军用航空应用。

商用领域的增材制造热交换器应用的意义在于以薄壁、集成化等更先进的设计替代传统热交换器,并提供灵活的定制方案。军用领域除了以上意义之外,增材制造技术能够满足更高的定制化需求。

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GE通过3D打印管状阵列热交换器。来源:US10782071B2