Tizennyolc alkatrész helyett egy darabban is lehet fúvókát nyomtatni

A DMLS, a direct metal laser sintering technológia legfontosabb ismérve, hogy az automatikusan, rétegről rétegre terített porszemcséket lézer energiával egy lépésben szinterezik minden egyes réteg vonatkozásában. Amikor egy réteg elkészül, a berendezés asztala egy rétegnyit lejjebb mozog – ez a DMLS eljárásnál 20-60 µm között változhat – és behúz a felszabadult helyre egy rétegnyi friss fémport, amelyet ismét lézerrel szilárdítanak meg, az adott réteg geometriájának megfelelően – olvasható a 3D nyomtatásra specializálódott Varinex Zrt. oldalán.

Előnyeit felismerve, a repülőgépiparban a GE Aviation 2015-ben kezdte el az üzemanyag fúvókák gyártását 3D fémnyomtatással – pontosabban DMLS eljárással. Korábban ezt a nagyon fontos alkatrészt – amely a turbinába fecskendezi be az üzemanyagot – 18 különböző alkatrészből gyártották.

18 darabból összeállított üzemanyag fúvóka

A GE Aviation 2018 októberében érte el a 3D nyomtatott fúvókagyártásban a bűvös 30 000-es darabszámot. Ez igen jelentős darabszám. Általában egy turbinába 12 darab ilyen fúvókát építenek be.

A DMLS-eljárással nyomtatott fúvóka

A 18 különböző alkatrész között volt olyan, amelyet CNC marással állítottak elő, voltak precíziós öntéssel készített alkatrészek, továbbá sajtolt alkatrészek is. Ezeknek a szerelésénél – a csavarkötések mellett – a hegesztés is jelentős szerepet kapott. A repülőgépipar szigorú minőségi előírásainak megfelelően minden egyes beépülő alkatrészt külön-külön is be kellett vizsgálni, majd a kész, összeállított fúvókát is ellenőrizni kellett. A vizsgálatok mélységére jellemző, hogy például a hegesztési varratokat röntgen vizsgálatnak is alá kellett vetni, illetve az utóbbi időszakban ipari CT berendezéssel világították át a kész fúvókát. Ezért a fúvókagyártás egyik legnagyobb költségtételét az ellenőrzés jelentette.

A magas költségek csökkentésének igénye indította el azt a fejlesztést, amelynek eredményeképpen kialakult az a fúvóka, amelyet már egy darabban lehetett legyártani rétegről rétegre, DMLS eljárással.

A légügyi hatóságnak is megfelelt

Az egy darabban nyomtatható fúvóka áttervezése jelentős erőfeszítéseket igényelt, és az alapos vizsgálatok, azok eredményeinek feldolgozása, továbbá az új fúvóka minősítése több mint 3 évet vett igénybe. Végül az FAA – USA (Federal Aviation Administration – Szövetségi Légügyi Hatóság – USA) is jóváhagyta a fúvókát, így elkezdődött azok beépítése. A fúvóka belső furatrendszerét áramlástani szimulációk segítségével optimalizálták. Így a 3D nyomtatással készített fúvóka segítségével jelentős üzemanyag megtakarítást is elértek a mérnökök, átlagosan 15%-kal kevesebb a fogyasztása az új fúvókával szerelt turbináknak, amely a turbina élettartama alatt 3 millió dollár költségcsökkentést eredményez repülőgépenként.

Bővítik a DMLS-kapacitást

A folyamatos termelést közel 50 DMLS berendezés biztosítja 230 munkatárs közreműködése mellett. Természetesen a megnövekedett igényeknek megfelelően bővítik a DMLS gyártókapacitásukat és 2019-ben a munkatársak számát is növelni akarják – mintegy 300 kolléga fog dolgozni ezen a korszerű fúvóka gyártásán.

A Varinex Zrt. szakemberei szerint az ipar minden szereplője számára fontos üzenetet közvetít ez a siker. Ugyanis, ha a legszigorúbb repülőgépipari minőségi elvárásokat is lehet teljesíteni 3D fémnyomtatással és bizonyíthatóan gyorsabb és költséghatékonyabb ez a gyártási módszer a korábbiakhoz képest – akkor más iparágak is biztonsággal fordulhatnak az ipari, professzionális technológia adta előnyök kiaknázásának irányába.