GKNは3Dプリント技術を使用してロールスロイスエンジンのコンプレッサーハウジングを製造

2021年5月12日、南極熊は航空宇宙部品サプライヤーのGKNがロールスロイス社のOEM航空機エンジン用内部コンプレッサーケース（ICC）を無事に納入したことを知りました。この部品は完全に3Dプリントで作られています。

ICC は、現在の航空機エンジンからの CO2 排出量と騒音レベルを削減することを目指す、欧州最大の航空宇宙研究プロジェクト「Clean Sky 2」の一環としてロールスロイス社が実証している Ultra Fan エンジンのモデルに適用されます。 Clean Sky 2プロジェクトは、EUのHorizo 2020プログラムと航空業界からの資金提供に基づいており、航空業界におけるパートナーシップを強化すると同時に健全な競争を促進することを目指しています。

GKNエアロスペースのスウェーデン技術センター副社長ヘンリック・ルンネマルム氏は次のように語っています。「ロールス・ロイス社にウルトラファンエンジン用ICCを納入できたことは、まさに画期的な出来事です。これはクリーン・スカイ2共同プログラムの成功を示すものであり、ICCの開発に最新の持続可能性技術を適用できたことを嬉しく思います。ロールス・ロイス社のパートナーとして、この未来の燃費効率に優れた航空エンジンに貢献できることを大変誇りに思います。」

△ウルトラファンエンジンのICC、写真はGKNより
ウルトラファンエンジン

ロールス・ロイス社のエンジンポートフォリオに新たに加わったのが、ウルトラファンです。ウルトラファンは、第 1 世代のトレントエンジンよりも 25% 優れた燃費効率を実現し、新しいエンジンコアアーキテクチャを備えていると言われています。直径140インチのブレードを備えたこのシステムは、「持続可能な航空旅行」への新たなアプローチとして説明されている。

新しいエンジンは、カーボンチタン製ファンブレードと複合シェルを備え、航空機の重量を最大 680 kg 削減できます。また、高推力と高バイパス比で効率的なパワーを提供する新しいギア設計も特徴です。ロールス・ロイス社は2022年にエンジンの完全な地上テストを実施し、その後すぐに飛行テストを実施する予定だ。

ロールス・ロイス民間航空宇宙部門のクリス・チョラートン社長は次のように述べた。「当社の最初のエンジンコンセプトであるUF001は、現在完全に装備されており、生産とテストに進むのを本当に楽しみにしています。これは、特にCOVID-19パンデミックを受けて、より持続可能な移動手段として世界が求めているものです。私たちの仕事がその解決策の一部となっていることを、私と私のチームは非常に誇りに思っています。」

△ロールスロイス社が開発中のウルトラファンエンジンのコンセプトイメージ。画像提供：ロールスロイス
製造UltraFan ICC

GKN は、Clean Sky 2 プロジェクトおよび展示モデルの製造における中核パートナーとして、ICC コンポーネントの設計と製造を担当しています。重要な構造は、コンプレッサーケーシング間の位置に設計されており、渦荷重をエンジンケーシングとスラストマウントに伝達します。

ICC コンポーネントのほとんどは従来の鋳造技術を使用して製造されていますが、付属部品の一部は金属 3D プリントで製造されています。製造プロセスには、コンピューターシミュレーションに基づく新しい溶接方法、空気力学的最適化と音響特性に基づく換気システム、およびより短いメイン空気ダクトの設計も含まれます。 GKN Aerospace での ICC コンポーネントの開発は、Vinnova とスウェーデンのヴェストラ・イェータランド地方が後援する Ind Demo プロジェクトによってもサポートされました。

ウルトラファンエンジンなどの研究開発プロジェクトでは、タービンエンジン部品の製造に積層造形技術を使用することもますます一般的になりつつあります。今年初め、エネルギー技術企業シーメンス・エナジーは、従来製造されたガスタービンブレードの3Dプリントにおける新たな機能を実現することを目的として特別に設計された新しいデジタル修理チェーンを開発しました。インサートの MRO に加えて、チェーンは、特にインサートの先端に複雑な冷却チャネルを設置してコンポーネントの亀裂や欠陥のリスクを軽減するなど、改善を提供するように設計されています。

さらに、姉妹会社であるGE AviationとGE Additiveは最近、3Dプリントで製造された4つの新しいガスタービンエンジン部品を発表しました。 GE はすでにブリードエアアダプターカバー用の鋳造金型を保有していましたが、コストや納期などの要素を考慮すると、投資の焦点を鋳造から金属積層造形に移すのは自然な流れでした。

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