O bico injetor do motor LEAP trocou 20 componentes soldados por uma única estrutura criada com laser e pó metálico. A mudança reduziu peso, aumentou durabilidade, simplificou a montagem e levou a impressão 3D em motores de avião para uma fábrica com mais de 40 máquinas. A produção chegou a 600 unidades por semana e mostrou como uma peça pequena alterou a fabricação de componentes para a aviação.
Uma peça menor que a palma da mão eliminou 19 soldas no motor de avião e reuniu 20 componentes em uma única estrutura. Produzido com impressão 3D, o novo bico injetor ficou 25% mais leve e passou a ser fabricado 600 vezes por semana.
A informação foi publicada em 19 de novembro de 2018 por GE News, portal de notícias da empresa General Electric. A peça também ficou cinco vezes mais durável e 30% mais econômica na fabricação.
A impressão 3D em metal resolveu um problema que os métodos tradicionais não conseguiam superar. Ela permitiu produzir canais internos complexos e levou uma tecnologia antes usada em protótipos para a produção industrial de motores de avião.
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Bico injetor do motor LEAP passou de 20 componentes para uma peça
O bico injetor tem a função de misturar combustível e ar dentro do motor. Essa mistura precisa ocorrer de maneira controlada para alimentar corretamente o processo de queima.
No modelo tradicional, a ponta do bico era formada por 20 componentes soldados. A nova versão reuniu todas essas partes em uma única peça e retirou a necessidade de 19 soldas.
A mudança reduziu a quantidade de operações durante a montagem. Em vez de fabricar várias peças e uni las posteriormente, a máquina passou a produzir todo o componente de uma vez.
Impressão 3D criou 14 canais internos que a fundição não conseguia produzir
O novo desenho possuía 14 canais internos por onde os fluidos precisavam circular. O formato desses caminhos era tão complexo que as técnicas comuns de fabricação apresentavam grande dificuldade.
Mohammad Ehteshami, então chefe de engenharia da GE Aviation, recordou que a equipe tentou fabricar a peça por fundição oito vezes e falhou em todas.
A solução veio da fabricação aditiva, nome técnico da impressão 3D. Um laser acompanha um desenho digital e funde pequenas partes de pó metálico até formar o componente completo.
Mais de 3,000 camadas de metal formaram uma peça do tamanho de uma noz
A impressora constrói o bico camada por camada. Esse processo permite criar os canais diretamente dentro da peça, sem abrir o componente ou montar estruturas separadas.
A produção de cada bico exige mais de 3,000 camadas de pó metálico. Cada camada apresenta uma espessura próxima à de um fio de cabelo, o que exige grande controle durante a fabricação.
A GE Aviation reuniu cerca de 100 profissionais, incluindo especialistas em aviação e metais. Cada máquina também precisava ser calibrada para trabalhar corretamente com as propriedades do material utilizado.
Certificação da FAA levou a peça dos protótipos para os aviões
Antes do desenvolvimento do motor LEAP, a GE Aviation utilizava a impressão 3D principalmente para produzir protótipos. A tecnologia ainda não havia sido aplicada pela empresa em peças comerciais destinadas a uma frota de aviões de passageiros.
A FAA, Administração Federal de Aviação dos Estados Unidos, precisou certificar o componente. A aprovação exigia uma fabricação controlada, capaz de entregar peças com as mesmas características.
A certificação permitiu que a impressão 3D avançasse dos testes de laboratório para o uso comercial em motores de avião. A produção precisava manter qualidade mesmo quando realizada em milhares de unidades.
Fábrica com mais de 40 impressoras alcançou 600 unidades por semana
Em 3 de outubro de 2018, GE News, portal de notícias da empresa General Electric, registrou a fabricação de 600 unidades por semana. Cada bico saía da produção como uma peça única.
A GE Aviation criou em 2015 uma unidade dedicada ao componente em Auburn, no Alabama. O local operava com mais de 40 impressoras 3D preparadas para trabalhar com metal.
A fábrica entregou 8,000 bicos em 2017. Até 19 de novembro de 2018, a produção acumulada havia ultrapassado 33,000 pontas de bicos injetores impressas em 3D.
Peça pequena mudou a fabricação de componentes para motores de avião
O novo bico reuniu 20 componentes em uma peça, reduziu o peso em 25% e ficou cinco vezes mais durável. A fabricação também ficou 30% mais econômica, com menos operações de montagem.
A peça passou a equipar motores utilizados no Airbus A320neo e no Boeing 737 MAX. O projeto mostrou que a impressão 3D em metal pode alcançar uma produção de centenas de componentes por semana dentro das exigências da aviação.
Se uma peça tão pequena mudou toda a produção, quais outros componentes dos aviões poderiam ser redesenhados com impressão 3D? Comente e compartilhe.
