GKN航空航天公司与普惠公司将在F135发动机中使用增材制造技术

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        GKN Aerospace与RTX旗下普惠公司(Pratt & Whitney)将围绕F135发动机的增材制造展开合作。F135是F-35 Lightning II战斗机的核心动力涡轮风扇发动机,但该发动机项目长期受到叶片裂纹、钛合金材料不合格、微裂纹、起火事故以及生产进度缓慢等质量问题的困扰。因此,普惠与GKN若能通过增材制造技术实现规模化生产并完善未来项目,将可能取得重大突破。

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       GKN Aerospace(挪威)与普惠现已签署一项技术开发协议(Technology Development Agreement)。双方计划共同制造增材制造演示件,并力争于2028年交付认证部件。该项目得到了挪威国防物资局(NDMA)的支持。此举有望显著提升挪威的增材制造能力与技术储备。

技术路线:GKN的定向能量沉积(DED)工艺

与激光粉末床熔融(LPBF)不同,双方将采用GKN自有的DED工艺。GKN目前设有三个DED中心,分别位于瑞典特罗尔海坦、英国布里斯托尔和美国沃斯堡。GKN在DED领域的布局始于2017年,当时与美国橡树岭国家实验室(ORNL)签署了为期五年的合作研发协议(CRADA),并投入了1780万美元。GKN的大型单元式DED系统可制造长达5米的部件。该设备采用送丝工艺,配备20千瓦激光器,并采用氩气对整个工作单元进行保护。有评论指出,该系统仍在使用KUKA机器人,而KUKA目前由中国公司控股,在国防应用中存在一定的供应链安全顾虑。

竞争格局:对Norsk Titanium的潜在影响

      这一协议被视为对Norsk Titanium(挪威钛业公司)的某种"打脸"。Norsk Titanium虽带有浓厚的美国市场色彩,但本质上是一家挪威公司,其等离子DED工艺已获得波音、空客和诺斯罗普·格鲁曼的认证。然而,该公报明确指出"开发工作将由GKN Aerospace位于康斯贝格的工厂主导"。有分析认为,如果GKN选择在瑞典或美国进行打印,而非挪威本土,那将是一个遗憾。从技术角度看,GKN的DED工艺可能支持Inconel等镍基高温合金的制造,而Norsk Titanium目前仅专注于钛合金。

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项目目标与行业意义

      双方的目标是制造大型部件(如发动机机匣),并期望在"买飞比"(buy-to-fly ratio,即原材料投入量与成品重量之比)、成本、交付周期和供应链韧性等方面获得显著提升。GKN Aerospace高级副总裁Sébastien Aknouche表示:"我很高兴看到此次合作将强大的工业能力与先进的制造专业知识结合在一起。这一举措反映了我们进一步开发和工业化增材技术以应对严苛航空航天应用的雄心。"普惠F135项目副总裁Chris Johnson补充道:"该协议反映了我们持续推进技术进步以支持F135项目长期需求的专注。我们感谢与GKN Aerospace的合作,共同探索有助于未来发动机就绪状态的新制造方法。"

地缘政治与产业背景

       有分析认为,这可能是防务补偿贸易(offset agreement)的一部分,用于支持挪威近期采购52架F-35战机的相关间接补偿。作为直接补偿,康斯贝格公司已为全部F-35战机生产了机翼前缘、壁板、方向舵等部件,并制造了JSM空射导弹。在补偿贸易的大背景下,进一步提升挪威本土的制造能力,尤其是在本土进行零部件生产,将更具战略价值。

       GKN在挪威已有F-35及其他平台的合同,这对挪威国防工业具有重要意义。目前,康斯贝格集团业绩表现强劲,营收同比增长三分之一,其雷达系统和导弹产品需求旺盛。但在一个风险与不确定性日益增加的世界中,挪威仍需更广泛地刺激其国防产业的发展。

来源:中国3D打印网编译文章!

关键词:GKNF135发动机

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