《TP400后结构发动机叶片是第一个获得EASA和AESA认证的结构部件》

  • 来源专题:智能制造
  • 编译者: icad
  • 发布时间:2024-08-12
  • ITP Aero 成为第一家获得 EASA(欧盟航空安全局)设计组织批准 (DOA) 认证和 AESA(西班牙航空安全局)生产组织批准 (POA) 认证的航空发动机设计和制造公司,用于使用添加剂层技术制造的结构部件。经过认证的结构部件是后置发动机结构的TP400叶片,使用SLS技术3D打印。

    ITP Aero首席技术官Erlantz Cristóbal表示:“我们非常自豪能够成为第一家获得EASA增材制造结构部件认证的航空发动机公司。先进的制造技术在我们致力于更可持续的航空业方面发挥着关键作用,这些里程碑使我们离到 2050 年实现净零排放又近了一步。Europrop International (EPI) 财团——ITP Aero、MTU Aero、Rolls-Royce 和 Safran Aircraft Engines——负责开发 TP400 发动机,该发动机为最先进的军用运输机 A400M 提供动力。利用其专有的技术专长,ITP Aero 已成功建立并认证了自己的增材制造标准和规范,以制造高温航空发动机部件。该公司运营着一个专门的增材制造单元,并在其萨穆迪奥(西班牙)总部拥有一支由多学科专业人员组成的专门团队,专注于这种生产方法。

    此外,ITP Aero即将在萨穆迪奥(Zamudio)建设的研发中心“ADMIRE”目前正在建设中,投资2400万欧元,将专注于数字和先进制造技术,包括增材制造,以满足航空发动机市场不断变化的需求,符合ITP Aero的可持续发展目标。

    这些组件采用的增材制造技术是选择性激光融合方法,也称为工业 3D 制造。该过程涉及将组件的 3D 模型以数字方式分割成各个层,然后使用激光熔化粉末状镍高温合金并逐层构建组件。值得注意的是,这种方法可以生产复杂的几何组件,同时最大限度地减少原材料和能源的使用。

  • 原文来源:https://www.voxelmatters.com/easa-certified-3d-printed-tp400-rear-structure-engine-vanes-from-itp-aero/
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    • 在获得许可机构用于商业机械的批准后,JCB 扫清开发世界上第一台氢内燃机的障碍。 JCB 是第一家开发出全功能氢燃料内燃机的建筑设备公司。 由 150 名工程师组成的团队历时三年多时间致力于这项耗资 1 亿英镑的研发,荷兰车辆管理局 RDW 成为首个颁发官方认证的许可机构,允许该发动机在荷兰销售。 欧洲其他许可机构也纷纷效仿 RDW 颁发必要的认证,其中包括英国、北爱尔兰、德国、法国、西班牙、比利时、波兰、芬兰、瑞士和列支敦士登。其他国家的许可机构也将在 2025 年效仿并颁发认证。 这对 JCB 来说是一个非常重要的时刻。新年伊始,氢燃烧技术就已在如此多的欧洲国家获得认证,这对氢燃烧技术的未来来说是一个好兆头。JCB 近年来已经证明,氢燃烧技术是建筑和农业设备的理想零排放解决方案。 “此次正式的型式批准/认证为氢发动机在英国和欧洲的销售和使用铺平了道路。我本希望今年能有一个更好的开端。最重要的是,我为我们的英国工程师团队感到高兴,他们孜孜不倦地努力工作,才达到这一目标。”JCB 董事长 Anthony Bamford 表示。
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    • 航空发动机涡轮叶片的生产称得上顶级,它是航空发动机最重要的零件之一,采用的材料不同于普通材料,价格非常昂贵。发动机的性能很大程度上取决于叶片型面的设计和制造水平。今天主要展示航空发动机涡轮叶片的加工过程、检测过程和铸造成型工艺。 叶片加工 叶片是一类典型的自由曲面零件,加工这类零件时都有一个特点:薄,加工时易变形,并且材质通常为不锈钢、蒙乃尔合金、INCONEL、钛和镍为基础的难加工合金材料,更增添了加工的困难度,同时对加工工艺与加工用的刀具提出了更高的要求。 在叶片的加工中,叶片加工难点有以下3个方面:铣工艺围带处,叶根的加工,铣拉筋孔。 叶片检测 对于飞机来说,发动机的正常运转是最为重要的一条,而要保证发动机安全运转,叶片的质量就必须通过严格的检测!叶片检测主要是尺寸和形状检测,以及裂纹检测。 1)尺寸和形状检测 一个发动机上有很多叶片,每一个圆盘上大概有30多个叶片,如果叶片的形状和尺寸不能够保证,那么在发动机高速运转时是非常危险的。所以对于叶片的型面和几何尺寸检测也是非常重要的,但是就叶片的形状来说常规测量方法很难进行测量,所以科学家研究出了一种三坐标测量系统,通过建立测量数据来建立模型从而判断叶片的型面和尺寸的差异。 2)裂纹检测 裂纹是发动机机叶片最致命的缺陷。而航空发动机叶片的工作条件非常恶劣,致使叶片经常受到冲击、摩擦,同时还忍受着高温的灼烧和冷热疲劳,叶片容易产生各种各样的裂纹,如果不能及时发现并处理,会对飞机飞行安全带来极大的威胁,所以采用有效的方法来发现叶片中的裂纹一直是科学家们追求的。 目前,常用检测方法有CTI技术、TOFD技术、红外技术、UT技术等。 涡轮叶片自动检测系统: 视频市场1分51秒,建议WiFi观看 铸造工艺 下面我们简述一下如何制造航空发动机的涡轮叶片: 加工瓷土,将瓷土打碎,制作涡轮叶片的内芯。 工人将塑形后的瓷土模型逐个检查修形,做好的瓷土模型将首先烧结成熔融石英陶瓷芯。 涡轮喷气式发动机需要中空的涡轮叶片,只有高质量的陶瓷芯是失蜡法铸造的最好内芯材料,它能够在浇铸金属时依然能够保持稳定,在铸件冷却后有能通过化学工艺轻易溶解,在叶片中留下所需要的空气通道。 等待进行加工的瓷土模型在外部包裹蜂蜡进行失蜡法铸造,从而得到涡轮叶片。瓷土模型可以制作成横截面非常小,而且在加工过程中变形小。 上述瓷土模型其实就是叶片中的空气通道,在发动机运转时,有空气在其中通过,从而冷却涡轮叶片保持工作稳定。 准备浇铸接口。这些接口将安装二到四个叶片,这样浇铸熔融金属时可以提高效率。 在给陶瓷芯包裹蜂蜡,蜂蜡的作用是在铸造范摸中形成空腔。 将蜂蜡叶片安装到浇铸接口上后可以看到,已经包裹了陶瓷芯的蜂蜡叶片看起来结构粗壮,但都是浇铸时的金属流道,叶片其实非常细小。 将叶片进行最后加工,这样熔融金属就可以将空腔充满,不会造成铸造砂眼。 到此,铸造模型终于被加工好。 下一步是将这些铸造模型包裹瓷土,制作陶范。工人将铸造模型安装的一个旋转机械上。用机械手在陶土液中旋转,使其均匀包裹住模型的任何部位。这样才能算合格。之后加入特殊风箱中,在外表喷淋瓷土,形成厚实的外壳。进行风干。 之后,铸造模型在精密铸造车间进行浇铸。 首先要进行加温,将铸造模型外部包裹的瓷土烧成陶瓷范模。同时,将内部的蜂蜡排出,形成铸造空腔。工人取出铸造范模。然后这些范模将浇铸特殊合金溶液。每种范模都要一种特别的熔炉进行加工。大型部件的范模生产温度非常高。 最后,生产出的叶片还需要进行X光探伤。每个叶片都要进行多角度探伤,防止出现任何瑕疵。X光照片,可以看出叶片内部的空腔。 整个涡轮叶片生产工艺非常繁复,完全超越了珠宝制造工业,而这仅仅是“工业皇冠上的钻石”――航空发动机制造的一小部分。 完整的叶片设计制造包括:叶片结构设计,叶片强度设计,叶片材料设计,叶片制造工艺设计。叶片使用过程中的故障模式分析等。咱们今天展示的内容只是很少的一部分。 从航空发动机涡轮叶片的发展历程来看,材料、工艺与设计一体化的趋势越加明显。发动机设计是由低水平向高水平发展,叶片材料设计也是如此,设计阶段不同,设计要求不同,设计方法不同,采用的材料和制造工艺也不相同。