A General Electric (GE) testou um motor de demonstração com 35% de suas partes criadas por manufatura aditiva. O motor foi feito para validar peças impressas em 3D para o motor de turbocompressor Advanced Turboprop (ATP), que alimentará o novo monomotor Cessna Denali turboélice.

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Monomotor Cessna Denali


Em sua busca para tornar a manufatura aditiva uma parte essencial da indústria aeroespacial, a GE apresentou seu feito mais impressionante de engenharia 3D impressa já realizado: um motor composto por 35% de peças impressas em 3D. Os novos e mais leves componentes para o ATP contribuirão para uma redução de peso de 5% da aeronave, bem como uma melhoria de 1% no consumo de combustível específico (SFC), chegando a um bom resultado nas promessas feitas durante o anúncio da criação do motor impresso em 3D, feito em julho deste ano. 

O projeto do turbocompressor ATP contará com peças de metal impressas em 3D que reduzem o peso do motor, não só através de estruturas topologicamente otimizadas, mas também exigindo menos peças de conexão: “Com manufatura subtrativa e partes montadas, tradicionalmente usamos parafusos, soldas ou outras interfaces para unir as peças, o que adiciona peso ao motor”, explica Gordon Follin, Gerente Geral de Engenharia de Motores da GE Aviation. “No ATP, a manufatura aditiva reduz o peso ao eliminar os recursos de fixação ao mesmo tempo que otimiza o design das peças”.

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Motor GE CT7, de onde deriva o a-CT7


Para validar as peças do ATP, a GE desenvolveu um motor de demonstração de tecnologia CT7-2E1, o “a-CT7”, que foi projetado, construído e testado em 18 meses. O demonstrador, projetado reversamente a partir de um motor CT7 existente (não aditivo), mostra toda a potência da manufatura aditiva aeroespacial, com mais de 900 partes subtrativas fabricadas reduzidas a apenas 16 peças aditivas. Embora o demonstrador não se destine a voar, a arquitetura do motor do ATP é derivado do CT7, permitindo que as partes aditivas testadas com sucesso sejam incorporadas ao ATP.

O ATP, que irá alimentar o novo monomotor turbopropulsor Cessna Denali, terá mais componentes impressos em 3D do que qualquer motor de produção na história da aviação mundial. Cerca de 855 peças subtrativas serão reduzidas para 12 partes aditivas, sendo que as 12 constituem 35% da contagem total de peças. As partes impressas em 3D incluem cárter, carcaças de rolamentos, frames, revestimento do combustor, trocadores de calor e componentes estacionários flowpath.

O uso de 12 peças impressas em 3D no motor ATP marca um aumento dramático no emprego da manufatura aditiva – como é formalmente chamada a impressão 3D na indústria – sobre o motor CFM LEAP, que até então continha apenas uma instância impressa em 3D: uma ponta do bico de combustível. No entanto, os oito engenheiros que desenharam a ponta do bico de combustível impresso em 3D da LEAP retomaram o projeto para criar as outras 16 partes aditivas do demonstrador a-CT7 e outras peças impressas em 3D serão incorporadas na próxima versão do demonstrador.

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Bico de combustível impresso em 3D da GE


De acordo com a GE, a manufatura aditiva não só ajudou a reduzir o peso das peças do motor; também ajudou a aumentar a velocidade de produção. O revestimento do combustor, por exemplo, foi impresso em 3D em apenas dois dias. “Um enorme benefício da manufatura aditiva é acelerar os programas de testes”, disse Follin. “Para um programa como o ATP, um de nossos grandes pontos de ênfase é fazer com que o hardware teste mais rapidamente o modelo, em vez de gastar muito tempo com modelos em um computador. Ao colocar o hardware real para testar o mais rápido possível, podemos usar os dados resultantes para nos ajudar a projetar a próxima iteração para um produto melhor, e obtermos o produto muito mais rápido do que se usássemos métodos convencionais de fabricação”.

O ATP é o primeiro em uma nova linha de motores de turbopropulsão da GE apontados na categoria 1,000-1,600 SHP da Business and General Aviation, e deve estar pronto até o fim de 2017. O Cessna Denali, que será alimentado pelo ATP, operará em uma faixa de 1.600 milhas náuticas e velocidades superiores a 285 nós, ou 527,82 km/h.

O vice-presidente da GE Aviation Business, Brad Mottier, informou recentemente que a GE investiu cerca de US$ 1 bilhão no desenvolvimento de uma linha de manufatura aditiva exclusiva. Após o fracasso das negociações para a aquisição da SLM Solutions em outubro, em seu lugar a GE ficou com a gigante de impressão 3D Concept Laser.


Fonte: 3ders.org

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