Linh kiện máy in màu epson động cơ máy bay được sản xuất bằng máy in 3D

Linh kiện máy in màu epson động cơ máy bay được sản xuất bằng máy in 3D
CFM International (hợp tác giữa GE và Snecma của Pháp), công ty sản xuất Linh kiện máy in màu epson dành cho máy bay lớn nhất thế giới cho biết họ đang phát triển một thế hệ động cơ máy bay mới với hiệu suất tiết kiệm nhiên liệu tới 15% và khoảng 1 triệu USD mỗi năm cho mỗi máy bay cũng như giảm đáng kể lượng khí thải carbon, trong đó có nhiều vật liệu được sản xuất theo công nghệ in 3D.

Theo trang công nghệ Technologyreview, CFM cho biết thế hệ động cơ mà họ đang nghiên cứu có tên là LEAP, ứng dụng nhiều công nghệ lần đầu tiên được đưa vào trong quy trình sản xuất động cơ phản lực quy mô lớn. Cụ thể, trong LEAP có nhiều chi tiết được làm bằng gốm, vốn nhẹ và chịu được nhiệt độ cao (khi máy bay bay trên không trung) tốt hơn các loại hợp kim từng được dùng trước đây. Thêm nữa, công nghệ in 3D cũng được ứng dụng để chế tạo những chi tiết máy cực kì phức tạp, vốn rất khó hoặc không thể thực hiện được từ trước tới nay nếu sử dụng phương pháp chế tạo truyền thống, ví dụ đúc hoặc dập khuôn.

Được biết, CFM Int đã nhận được đơn hàng sản xuất hơn Linh kiện máy in màu epson 4.500 động cơ LEAP từ các khách hàng, những mẫu động cơ này khi hoàn thiện sẽ được sử dụng trên các máy bay như Airbus A320neo, Boeing 737 Max và Comac C919. Ngoài việc tiết kiệm được chi phí nhiên liệu (1 triệu USD/1 năm/1 chiếc máy bay), động cơ thế hệ mới cũng sẽ giúp các nhà sản xuất thực hiện theo quy định hiện hành và dự kiến ​​được thiết kế để giảm lượng khí thải carbon dioxide và các chất ô nhiễm như oxit nitơ (NOx).

Một trong những sáng kiến ​​quan trọng là việc sử dụng các “vật liệu tổng hợp gốm ma trận” phát triển của GE. Gốm sứ có thể chịu được nhiệt độ cao, nhưng chúng thường quá giòn để sử dụng trong động cơ. Các nhà nghiên cứu tại GE đã phát triển một cách để củng cố loại vật liệu này bằng sợi cacbua silic, mà làm cho nó có tính đàn hồi như kim loại.

Gốm sứ còn có tác dụng làm giảm lượng năng lượng cần sử dụng để làm mát bộ phận động cơ. Động cơ hiện tại hoạt động ở nhiệt độ thực sự cao hơn so với nhiệt độ nóng chảy của hợp kim niken được sử dụng ở các chi tiết bên trong, để giữ cho chúng khỏi tan chảy, các công cụ phải chuyển hướng không khí từ máy nén bên trong động cơ qua các lỗ nhỏ trong các bộ phận, tạo ra một lớp bảo vệ làm mát. Trong khi đó, vật liệu tổng hợp từ gốm mới không yêu cầu quy trình làm mát phức tạp này, vì vậy không khí có thể được sử dụng để tạo ra thêm lực đẩy thay vì để làm mát động cơ.

Nhà sản xuất cho biết thêm động cơ cũng sẽ có nhiều chi tiết được sản xuất bởi công nghệ in 3D cũng giúp nâng cao hiệu quả của động cơ và giảm lượng khí thải xuống thấp. Hệ thống này có phần phức tạp và mạnh mẽ hơn so với máy in 3D máy tính để bàn gây được sự chú ý trong thời gian gần đây. Thay vì sử dụng các lớp vật liệu nóng chảy để in, nó sử dụng tia laser để biến bột kim loại thành các hình dạng rắn, lớp và từng lớp. Phương pháp này đơn giản hoá việc sản xuất các ống dẫn nhiên liệu cho ra hình dáng chính xác giúp động cơ hoạt động ở nhiệt độ cao mà không sản sinh oxit nitơ.

Nhà sản xuất nói rằng việc ứng dụng công nghệ in 3D và sử dụng vật liệu gốm trong sản xuất động cơ LEAP là bước đột phá mới trong công nghệ này. Gốm sẽ được dùng để thay thế cho những Linh kiện máy in màu epson trước đây được làm bằng nikel, và trong tương lai cũng sẽ được dùng để chế tạo những chi tiết máy, bởi gốm có đặc tính bền và chịu nhiệt độ âm và áp suất thấp tốt hơn kim loại.