Många företag samarbetar för att testa Titanium Blad Propeller

Notre Dame-universitetets laboratoriemaskinlaboratorium (NDTL), Norsk Titanium, Pratt & Whitney och TURBOCAM International tillkännagav ytterligare test av monolitiska titanbladspropellrar tillverkade med tillsatsstillverkningstekniker. Det första testet avslutades 2018, vilket testar propellernas dynamiska prestanda. Produkten tillverkas med norska titan-snabbplasmadeposition TM (RPDTM) -teknologi och kommer att certifieras i enlighet med pratt & Whitneys nuvarande kvalitetscertifieringsstandarder för turbinmaskinkomponenter. Detta test bevisar att tillsatsstillverkning kan tillämpas på turbomekanik och banar vägen för fullständig produktcertifiering.


Testningen kommer att ske på NDTL: s testcenter för turbinmaskiner i indiana, USA, som har världens mest avancerade teknik. Efter det första testet uppfyller produkten alla testpunkter för design, hastighet och tryckförhållande. Detta test fokuserar på produktens höga cykeltrötthet och lågcykeltrötthetsegenskaper. Testet kommer att innehålla en mängd olika accelerations- och retardationstester för att observera effekterna av realtidsvibrationer på bladen.

titanium plate for aer

TURBOCAM international genomförde en utvärdering av tillverkningskvalitet före testet. Ingen restkoncentration hittades i bedömningen. Spänningskoncentration leder till deformation. TURBOCAM International bestämde också att materialen som används av den norska titanplasma-deponering TM-tekniken också är lämpliga för traditionella valsverk och kan matcha prestanda för ti-6al-4v smedar.


Den sista planen för projektet var att fastställa specifikationer för tillverkning av komplexa, överbelastade delar för turbomaskiner. Samtidigt uppnå målet att minska tillverkningskostnader och produktionstid. Detta mål har uppnåtts vid tillverkning av flygramdelar för Ti6Al4V.


Pratt & Whitney kommer att övervaka hela tillverknings- och testprocessen för att ge datasupport för framtida motorutveckling. En talesman för företaget sa att det var ett nöje att vara en del av testet. Användningen av additiv tillverkningsteknologier, till exempel den norska titanens snabba plasma deponering TM-teknik, möjliggör reducerad tillverkningssteg och utvecklingstid för viktiga turbinmaskiner.


Norsk titan-teknik för snabb plasmadeposition (TM) är en annan metall 3D-tryckteknik jämfört med vår vanliga pulverbäddbaserade 3D-tryckteknologi för smält metall. Enligt ASTM-klassificering tillhör TM-teknik för snabb plasmadeposition till DED-teknik (directional energy deposition). Det sägs att pulitrix, genom sin egen forskning och utveckling av DED-riktningsenergiteknologi (LENS-koaxialpulvermatning av laserbeklädnad 3D-tryckteknologi), har många års erfarenhet av 3D-utskrift av det totala bladet.


Tillsatskomponenter har använts under många år på flygplan, men deras användning har begränsats till icke-kritiska komponenter såsom VVS och inre komponenter. Även när de används i motordelar (till exempel det berömda GE Leap-bränslemunstycket) är delarnas prestandakrav huvudsakligen värmeöverföring snarare än mekanisk prestanda. När det gäller den övergripande bladskivan kommer utmaningen från både värmeledning och mekanisk prestanda. Det kan sägas att om den 3D-tryckta övergripande bladskivan klarar testet av flera lager av flygprestandakrav, är det verkligen en milstolpe för tillsatsstillverkning.


Men för flygplanstillämpningar är hur man får certifiering en viktig utmaning. Eftersom flygbranschen tenderar att certifiera designen av delar och hålla sig till den under hela flygplanets livslängd. Pratt & Whitneys fulla deltagande spelar en nyckelroll för att främja certifiering av 3D-utskrift.


Dessutom införde SAE och norsk titan i februari 2019 standarden för tillämpning av 3D-tryckteknologi för directional energy deposition (DED). De två standarderna som är gemensamt formulerade är AMS7004 (prefabricerade titanlegeringsdelar för ti-6al-4v spänningsavlastning plasmabågeorienterad energitillförseladditivtillverkning) och AMS7005 (trådmatning av plasmabågeorienterad energitillförsel additiv tillverkningsteknologi). Den nya standarden ställer minimikraven för flyg- och rymdkunder att köpa norska titanplasmavsättningsparafabriker. Detta lägger en grund för utvecklingen av norsk titan inom flyg- och rymdfältet.


Norsk titan fick den första FAA-luftvärdighetscertifieringen för 3d-tryckta titanlegeringskonstruktioner i februari 2017. Tekniken har använts på Boeings 787 dreamliner. Den hävdar att sänka kostnaden för delar med 30 procent och minska energiförbrukningen, materialavfall och produktionscykler.