logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Silnik odrzutowy wykonany w technice druku 3D

ghost666 26 Maj 2015 15:50 8523 16
  • Silnik odrzutowy wykonany w technice druku 3D

    Zaprezentowany silnik odrzutowy jest raczej produktem dla krasnoludków, ale wyprodukowany przez inżynierów General Electric (GE) silnik pokazuje, jakie możliwości daje nowoczesna technologia. Do wyprodukowania tego niewielkiego silniczka, osiągającego aż 33000 obroty na minutę wykorzystano jedynie technologię druku 3D.

    Silnik odrzutowy wykonany w technice druku 3D


    Ten 'plecakowy' silnik odrzutowy został zbudowany przez zespół złożony z techników, inżynierów i specjalistów od obróbki z Lotniczego Centrum Rozwoju Techniki Addytywnej GE, znajdującego się pod Cincinnati. Centrum to skupia się nad opracowywaniem nowej generacji technik addytywnego wytwarzania, mających mieć zastosowanie do tworzenia skomplikowanych struktur 3D. Opracowana przez nich technika polega na stapianiu metalicznego proszku z pomocą lasera warstwa po warstwie. Przez długi czas konstrukcja tego silnika była projektem pobocznym, mającym za zadanie sprawdzenie jak radzą sobie tworzone przez nich maszyny do druku 3D.

    Silnik odrzutowy wykonany w technice druku 3D


    Tradycyjne metody wytwarzanie polegają na cięciu i obróbce większych elementów, aby nadać im założony kształt. Wytwarzanie addytywne polega na czymś zupełnie odwrotnym. Laser spaja metaliczny pył warstwa po warstwie, co pozwala budować elementy od zera. Dzięki temu znacznie zmniejsza się ilość traconego materiału, a jednocześnie osiąga się wysoką precyzję budowanych części.

    Silnik odrzutowy wykonany w technice druku 3D


    "Chcieliśmy sprawdzić, czy jesteśmy w stanie wyprodukować mały silnik odrzutowy, złożony niemalże z samych elementów wykorzystujących wytwarzanie addytywne" opisuje założenia projektu jeden z inżynierów. "To miał być tylko zabawny projekt poboczny" dodaje.

    Silnik odrzutowy wykonany w technice druku 3D


    Zespół z GE nie był w stanie odtworzyć w swoim projekcie silnika odrzutowego, jaki używa się w dużych samolotach, więc wykorzystali plany silnika modelarskiego, jaki wykorzystuje się w zdalnie sterowanych modelach. Projekt silnika nieznacznie jedynie zmieniono pod kątem możliwości druku 3D. Finalnie silnik miał około 30 cm długości i około 20 cm średnicy.

    Silnik odrzutowy wykonany w technice druku 3D


    Skończony silnik zamontowano wewnątrz komory, służącej do testowania silników odrzutowych GE. Okazał się on w pełni funkcjonalny. Teraz znajduje się on na wystawie Centrum Badawczego.

    Zespół który opracował ten silnik ma już na koncie inne udane projekty, jeśli chodzi o wytwarzanie elementów samolotów. Udało im się zaprojektować i wykonać w technologi addytywnej dyszę paliwa, która wykorzystana ma być w silniku odrzutowym samolotu CFM LEAP. Aktualnie silnik tego samolotu przechodzi testy. Innym przykładem ich sukcesów jest wykonanie części elementów do silnika odrzutowego GE90, który przeszedł testy i został zaaprobowany przez amerykańską Federalną Agencję Awiacji.

    Silnik odrzutowy wykonany w technice druku 3D


    "Addytywne podejście do budowania elementów ma wiele zalet" mówi Matt Benvie, przedstawiciel prasowy lotniczej części General Electrics. "Elementy budowane są szybko, ponieważ nie ma konieczności ich obróbki i można szybko przejść od projektu do gotowego elementu. Dodatkowo w ten sposób możliwe jest wytwarzanie części o dotychczas niemożliwych do realizacji geometriach" dodaje.





    Źródło:

    http://www.gereports.com/post/118394013625/these-engineers-3d-printed-a-mini-jet-engine-then

    Fajne? Ranking DIY
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    https://twitter.com/Moonstreet_Labs
    ghost666 napisał 11960 postów o ocenie 10197, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • #2 14723914
    submariner
    Poziom 32  
    Technologia druku 3D przedstawiona powyżej robi wrażenie ale ma także wiele wad o których tu nikt nie wspomina. Wymaga np podpór - dodatkowych mocowań do grubego na kilkadziesiąt mm podłoża, które to potem są usuwane mechanicznie. Podpory te zapobiegają deformacji elementów wywołanych skurczami termicznymi.
    Istnieje zbliżona do tej technika spiekania ale z tzw. preheatingiem - podgrzewaniem obszaru który ma być spiekany ale odbywa się to przy pomocy wiązek elektronów w próżni.
    Zaletą jest drukowanie spiekanie metali podobnie jak tworzyw sztucznych. Przy tworzywach nie jest problemem drukowanie ruchomych części np nierozbieralny zawias, gąsienice do pojazdów, czy mało precyzyjnych łożysk... Przekładając to na silnik turbinowy teoretycznie można go wydrukować w całości a nie składać z części jak to jest w linku.
  • #3 14724076
    ezbig
    Poziom 20  
    submariner napisał:
    Wymaga np podpór - dodatkowych mocowań do grubego na kilkadziesiąt mm podłoża, które to potem są usuwane mechanicznie. Podpory te zapobiegają deformacji elementów wywołanych skurczami termicznymi.


    Mogę się mylić, ale wydawało mi się, że w tej technologii podporą jest proszek wokół spiekanego obszaru. Jakie tu mogą występować skurcze termiczne, skoro podgrzewany jest obszar o mikroskopijnej powierzchni? Widziałem proces spiekania laserowego, ale tam po wydruku, obiekt był dodatkowo wygrzewany w piecu. Czy na tym etapie widzi kolega niebezpieczeństwo deformacji?
  • #4 14725495
    czyzyks
    Poziom 14  
    Nic nowego. Obecnie drukuje się już części (łopatki turbin) do samolotów wojskowych. Jest to jedyna metoda w której można otrzymać skomplikowane kanały chłodzące wewnątrz łopatek. Jest to bardzo dobra metoda i nie występuje tu skurcz i żadne podpory nie są wymagane. Jednak jak na razie na masową skalę produkcja jest nieopłacalna.
    Kolega submariner pomylił metody. W tej oraz w wymienionej za pomocą wiązki elektronów podpory nie są wymagane. Samą podporę stanowi proszek. Owszem wymagane jest podgrzewanie proszku i często wyżarzanie gotowych elementów jednak deformacje termiczne są znikome.
    Szkoda tylko że nie podali z jakiego materiału zostało to wykonane bo proszek metalu obejmuje bardzo obszerną grupę materiałów.
  • #5 14725564
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #6 14726430
    submariner
    Poziom 32  
    ezbig , czyzyks czy możecie podać modele takich drukarek albo firmy które to produkują?
    Jestem na kupnie więc chętnie skorzystam z takiej informacji. Niestety do tej pory pomimo usilnych prób nie znalazłem takiej drukarki. Macie rację co do techniki druku proszków tworzyw sztucznych, tam można całą komorę podgrzać do temp. ok 10-20st niższej od temp. topienia proszku a laserem selektywnie podgrzać kolejne slices - spiekane przekroje. Niestety proszki metali topią się w znacznie wyższej temp. i nie ma szans na podgrzanie całego elementu...
    Od ok. 3 lat spiekam w ten sposób proszki tworzyw i pomyślałem o metalach niestety to już inna bajka :)...
  • #7 14726525
    czyzyks
    Poziom 14  
    Z tego co się orientuje to na wiązkę elektronów produkuje tylko firma Arcam AB. A wiązka lasera to SLM solutions; EOS e-manufacturing solutions i jeszcze kilka by się pewnie znalazło. Mają oni w ofercie kilka drukarek jednak wszystko jest raczej do zastosowań komercyjnych.
  • #8 14726888
    submariner
    Poziom 32  
    Jestem po rozmowach z obiema firmami, znalazłem jeszcze jedną niemiecką ale droższą od EOS, Włosi także mieli tanią drukarkę z laserem YAG pompowanym lampą błyskową ale to wróży krótkotrwałość. Praktycznie tylko drukarki elektronowe z preheatingiem czyli lokalnie rozgrzewaną plamką rzędu kilku mm mają właściwości drukowania podobne do spiekania tworzyw, samo spiekanie odbywa się oczywiście plamką poniżej 0,5mm ale w ramach tego podgrzewanego obszaru.
    Zapytałem w poprzednim linku o drukarki bo wiem, że takich nie ma...
  • #9 14727227
    vodiczka
    Poziom 43  
    ghost666 napisał:
    Do wyprodukowania tego niewielkiego silniczka, osiągającego aż 33000 obroty na minutę
    Kraniec_Internetów napisał:
    33000 rpm jak na silnik tej wielkości to mało. Dla porównania Silniki Jetcat osiągają 123000rpm.

    Te określenia są niepoprawne. Silnik się nie obraca, obraca się turbina sprężająca powietrze.
    O ile takie sformułowanie jest poprawne w przypadku silników wytwarzających napęd wskutek obrotu części np. silnik elektryczny, turbinowy lub spalinowy (zamianę ruchu posuwisto-zwrotnego na obrotowy) to w przypadku silnika odrzutowego (w omawianym temacie -turboodrzutowego) napęd uzyskujemy dzięki strumieniowi wyrzucanych gazów. Dlatego podstawowym parametrem silnika odrzutowego jest siła ciągu a nie moment obrotowy czy moc jak przy pozostałych silnikach
  • #10 14728135
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #11 14728173
    vodiczka
    Poziom 43  
    Kraniec_Internetów napisał:
    Co do obrotów to siła ciągu jest proporcjonalna do prędkości obrotowej . Czyż nie?
    Podobnie jak moc silnika spalinowego z turbosprężarką jest proporcjonalna do obrotów sprężarki a prędkość gołębia w locie proporcjonalna do prędkości goniącego go jastrzębia. :)
  • #12 14728231
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #13 14729957
    profesorek_96
    Poziom 16  
    Czy orientuje się ktoś może jaka jest cena tego typu drukarek (do metalu)? Jakie są koszty druku oraz wytrzymałość wydrukowanych elementów?
  • #14 14730104
    submariner
    Poziom 32  
    Taki komplet do druku to cena od ok 2mln zł , myślę że warto trochę poczekać bo niedawno wygasły patenty i zaczyna się pojawiać konkurencja z tańszymi ofertami niż renomowany EOS
    Niestety Chińczycy jeszcze nie mają SLM ani SLS.
    Wydrukowane części to min. 90% wytrzymałości litego metalu. Jedno co dobre to możliwość druku w dość egzotycznych metalach np inkonel czy tytan, możliwość "dodrukowania" np innym metalem, czy wydrukowania na elemencie wykonanym np obróbka skrawaniem-oczywiście na jednej z płaszczyzn...
  • #15 14730554
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #16 14736312
    Matheu
    Poziom 24  
    submariner napisał:
    Wydrukowane części to min. 90% wytrzymałości litego metalu
    Mnie też ciekawi ta wytrzymałość...
    Masz na myśli "lity metal" jako odlew? Bo jeśli tak, to takie części będą raczej kruche niż sprężyste
  • #17 14743802
    blue_17
    Poziom 32  
    Witam

    Drukarki do SLS SLM produkuje EOS, 3D System oraz ostatnio Renischaw bo wykupił małą firmę z Anglii.

    Niestety bezpośrednio nadrukowywanie metalem nie jest łatwe lub prawie nie możliwe, ponieważ systemy te nie posiadają jakiegoś wygodnego układu do referowania lub pozycjonowania poza tym spiekanie proszku odbywa się w osłonie gazu obojętnego miedzy innymi dlatego aby warstwy mogły się dobrze sklejać między sobą.

    Wytrzymałość spieczonych partów jest prawie takie sama jak elementów z litego materiału ponieważ gęstość partu może dochodzić do 97-98%

    Spiekanie plastików jest dużo bardziej wymagające technologicznie niż metalu ale daje więcej możliwości zastosowania bo jest znakomitym substytutem wtrysku przy jednostkowych wydrukach.

    Ciekawostką jest, że krakowska firma SandMade oferuje maszynę w technologij SLS do form piaskowych za około 100 tys złotych i jak wynika z informacji znalezionych w internetach premiera ich maszynki ma być 13 czerwca, a wydruki można było oglądać na kilku imprezach co ciekawsze wydruki nie były tylko z piasku.

    Drukowanie form piaskowych daje możliwość skrócenia w produkcji o więcej niż 70% i odlewania bardzo skomplikowanych elementów z rożnych stopów odlewniczych z pominięciem niektórych efektów w procesie SLS/SLM

    Pozdrawiam
REKLAMA