Еще несколько лет назад инженерам из General Electric (GE) требовалось 800 деталей, чтобы собрать лишь 30% нового турбовинтового двигателя. Сегодня для этого им достаточно всего 10 деталей. В этом и есть сила 3D-принтеров. Разработчики GE Additive используют возможности аддитивного производства для объединения сложной конструкции, состоящей из сотен металлических компонентов, в одно целое с помощью технологии 3D-печати. Кроме упрощения процесса сборки, напечатанные на 3D-принтерах по металлу детали, также улучшают производительность двигателя и ускоряют конструкторскую разработку. 

На фото: работник GE готовит 3D-принтер к производству детали

Печать сложных деталей на 3D-принтерах возможна, потому что они воссоздают необходимые компоненты шаг за шагом прямо из компьютера. Промышленные 3D-принтеры по металлу с помощью технологии лазерной плавки (SLM) или электронно-лучевой плавкой (EBM) сплавляют супертонкие слои мелкодисперсного металлического порошка в точные конечные детали, которые раньше было невозможно или нецелесообразно производить традиционными методами. 

Тем не менее, печать деталей для авиационного двигателя остается крайне сложной задачей. Чтобы решить эту проблему подразделение GE Aviation открыло огромный центр аддитивных технологий в штате Огайо, где инженеры подготавливают напечатанные 3D-детали для массового производства. В этом центре специалисты GE Research вместе с коллегами из GE Additive стремятся максимально упростить путь 3D-производства, сделав печать одноэтапным процессом.

«Мы стремимся к тому, чтобы производитель имел возможность отслеживать качество печатающихся деталей в режиме реального времени. Благодаря интеграции периферийных вычислений в 3D-принтеры, мы дали этим машинам «цифровые глаза», чтобы они отслеживали каждый нанесённый слой при каждой печати», — комментирует Рэнди Рауш, старший инженер по периферийным вычислениям в GE Research.

Периферийные вычисления — это противоположность методу отправки данных в облако. При периферийных вычислениях обработка информации осуществляется прямо на 3D-принтерах, непосредственно использующих эти данные, с целью локализации трафика и уменьшения задержек. Эти вычислительные системы оснащенны алгоритмами машинного обучения, что позволяет выполнять мгновенный анализ и предоставлять информацию операторам принтеров или напрямую принтерам. 

Почему это важно? Аддитивное производство — быстро развивающаяся дисциплина, требующая множества шагов и итераций для правильного сочетания материалов, прочности, толщины слоя и других параметров сборки. Например, создание поддержек для печатающихся деталей в настоящее время является сложной задачей и отнимает много времени. 

Инженеры из GE Research разрабатывает программное обеспечение, которое поможет его коллегам и клиентам создавать прототипы, печатать детали и проверять их быстрее, затрачивая при этом меньше ресурсов.

На фото: турбовинтовой двигатель GE Catalyst с большими 3D-печатными секциями 

Работая в аддитивных лабораториях GE Research в городе Нискейнуа, штат Нью-Йорк, Рауш вместе с командой намеренно вмешивается в процесс печати, вводя аномалии, снижая мощность лазера, чтобы выявлять то, как датчики на принтере будут определять проблему. В результате программное обеспечение все лучше контролирует процесс со скоростью и точностью, необходимой для предотвращения или исправления мелких дефектов в процессе печати. 

Возможность наблюдения за печатью деталей в режиме реального времени скоро может полностью трансформировать процесс 3D-печати, сделав его еще быстрее, качественнее и доступнее.

Источник