GEアビエーション、シンガポールで航空機エンジン部品の修理に積層造形法を使用する認可を取得

2022年4月2日、アンタークティック・ベアは、GEアビエーションのシンガポール工場が、商用ジェットエンジン部品の保守、修理、オーバーホール（MRO）に積層造形技術を使用する最初の承認工場になったことを知りました。

GEアビエーション・シンガポール・エンジン・サービス（GE AESS）の責任者チェン・ケン・ナム氏は次のように述べた。「この破壊的技術は航空業界だけでなく、多くの分野で活用できます。設計者は現在、この機能を活用して、従来の方法では考えられなかった、あるいは製造不可能だった新しい設計を生み出しています。」

△GEアビエーションは、ボーイング777xジェットエンジン（写真）を含む航空機部品の製造に3Dプリント技術を使用している。写真はボーイング提供
GE Aviation の 3D プリント技術

GE が GE90 エンジンに初めて積層造形を採用して以来、積層造形は GE が 2013 年から取り組んでいる次世代 GE9X エンジンの開発において重要な役割を果たしてきました。

ボーイングは2020年に、2基のGE9Xエンジンを搭載した777Xジェット機の初飛行を完了した。両エンジンには300個を超える3Dプリント部品が搭載されていた。 GE Aviation は、エンジンに加えて、他の航空機部品にも積層造形を導入しており、昨年 8 月には 10 万個目の 3D プリント LEAP エンジン燃料ノズルを納入しました。 △LEAPエンジン燃料ノズルメンテナンスに関しては、GEアビエーションはすでに3Dプリント技術を使用して、ワイドボディ機で最も信頼性が高く、最も売れている商用エンジンであるCF6エンジンの部品を修理しています。次の目標は、民間航空史上最も売れたエンジンと言われているCFM56エンジンの部品を積層造形技術で修理することだと言われている。
△ GE9Xの粉塵・破片試験、GEアビエーション提供の写真
航空宇宙修理のための 3D プリント

古い部品を修理する場合、使用中に部品ごとに摩耗レベルが異なるため、修理は部品ごとに調整する必要があり、これは 3D プリントによって実現できます。修理のための付加製造は、新たなレベルの複雑さも可能にし、この分野で大きな可能性を秘めています。

「当社の顧客は、サプライチェーンのこの部分でのターンアラウンド時間の短縮を重視しており、当社はまさにそれを提供しています」と、GE AESS ゼネラルマネージャーの Iain Rodger 氏は述べています。「当社の Concept Laser M2 金属 3D プリンターを使用すると、これらの航空機部品の修理にかかる時間を半分に短縮できることがよくあります。」

GE Aviation が 3D プリントを使用している一例として、航空機エンジン内で狭い隙間で高速動作する高圧コンプレッサー (HPC) ブレードの修理が挙げられます。これらのブレードは定期的に摩耗するため、長期にわたる継続的な修理と交換が必要であり、従来は適切な部品形状を作成するために切断、溶接、研磨という長いプロセスが必要でした。

GE Aviation は、HPC ブレード先端の修理をより効率的にするために、労力とツールにかかる時間とコストを節約する自動化された付加製造プロセスを開発しました。このプロセスでは、画像分析ソフトウェアを使用して古いブレードの形状をマッピングし、GE の Concept Laser M2 3D プリンターが新しいブレードの先端を製造するためのカスタム指示を作成します。 3D プリントされた部品は、最小限の追加加工で仕上げることができます。

「生産性が向上し、従業員は従来の修理プロセスと比較して 1 日に 2 倍の部品を修理できるようになりました」とロジャー氏は語ります。「後処理に必要な機器も減ったため、必要な床面積は 3 分の 1 に削減されました。さらに、タービン部品やコンプレッサー以外の部品についても、現在検討中です。」

ターンアラウンドタイムの短縮に加えて、航空機部品の修理に金属 3D プリントを導入すると、持続的なメリットも得られます。

ロジャー氏はさらにこう付け加えた。「私にとって、積層造形の重要な利点の 1 つは持続可能性です。これにより、修理できる部品が増え、廃棄する部品が減り、エネルギー消費量も減り、廃棄物も減り、二酸化炭素排出量も減ります。修理能力は持続可能性の取り組みにおいて重要な部分です。業界が拡大し、新しい技術が開発されるにつれて、この能力は高まるばかりです。」

△GEアディティブ社のM生産ラインシステムがGEアビエーションアディティブテクノロジーセンター（ATC）に設置された。写真はGEアディティブより
シンガポールで積層造形修理の承認を取得

シンガポール経済開発庁は、航空機整備用金属積層造形を同国に導入するGEアビエーションの取り組みを支援している。さらに、シンガポールのチームは修理プロセスを微調整し、部品を効率的に準備して印刷するためのツールを設計し、部品の品質と安全性を確保するために 3D 印刷技術の広範な試験を実施しました。

GE Additive は 2020 年に、修理業務を効率化するためにパイロット生産ラインと自動粉末リサイクルシステムを開発しましたが、これは COVID-19 パンデミックによって遅れました。翌年、チームは HPC ブレードの修理のための本格的な生産ラインを立ち上げる準備を整えました。

GE Aviation Singapore チームは、Concept Laser M2 金属 3D プリンターを使用することで、より少ない床面積でより速く部品を修理できるだけでなく、修理されたブレードが最終的な理想的な形状に非常に近くなり、完成部品を得るために必要な労力と設備が大幅に削減されることを発見しました。

「積層造形は、必要な床面積が少なく、スピードと生産性を向上させます。私たちは、M2 金属 3D プリンターを修理ラインの他の部分に最もうまく統合する方法を慎重に検討しました」と Ngiam 氏は言います。「修理のどの部分を行わないほうがよいか、どの部分に積層造形が役立つか、そして修理プロセスを合理的にするために他にどのような変更を加える必要があるかを評価しました。」

さらに、GE Aviation チームは、AM 修理プロセスが最終部品生産に承認されるように、堅牢な品質保証プロセスを確立しました。シンガポールは現在、商業用ジェットエンジン部品の修理に金属積層造形修理プロセスを使用する承認を受けている。

出典: 3dprintingindustry

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