Aurora Labs使用金屬3D打印開發(fā)更輕、更高性能的航空渦輪發(fā)動機

2024年4月14日，南極熊獲悉，澳大利亞金屬3D打印機制造商Aurora Labs宣稱，由該公司開發(fā)的200N級微型燃氣輪機已取得關鍵進展，這是一種用于小型推進系統(tǒng)或發(fā)電廠中心的內燃機，可以將天然氣或其它液體燃料轉化為機械能，滿足無人機或即時發(fā)電等應用需求。200N型號將在下個月上市，同時，400N級模型的開發(fā)也在進行中。

△Aurora Labs 200N級微型燃氣輪機

Aurora Labs首席執(zhí)行官Rebekah Letheby說：“金屬3D打印在加速Aurora Labs自主研發(fā)渦輪發(fā)動機的產品原型開發(fā)過程中發(fā)揮了巨大作用。團隊在不到4個月的時間內就制造出了先進的產品。渦輪發(fā)動機的設計和打印成功達到了實驗室原型測試的基準，這在高能量密度金屬3D打印部件方面處于領先地位。”

△3D打印燃氣輪機在成功試火后準備接受檢查

3D打印輕量化航空渦輪機的開發(fā)

Aurora公司已經開始滿足其開發(fā)的200N級燃氣渦輪發(fā)動機達到市場所需的標準。在產品開發(fā)的過程中，它們已經著手確保該發(fā)動機在推力、進氣效率、重量和燃料消耗等方面符合市場預期，并且它們可以通過適合3D打印技術的獨特生成式設計進行進一步改進。

該公司表示，它們開發(fā)的發(fā)動機運行功能和性能要求與傳統(tǒng)制造方法制造的同類發(fā)動機相比毫不遜色。這種發(fā)動機的優(yōu)勢在于它由較少的復雜部件組成，因此組裝過程快速可靠，同時不會影響性能。Aurora擁有3D打印機和專業(yè)技術，可以在澳大利亞陸上進行發(fā)動機的生產運行。

渦輪機的效率和重量是Aurora測試的重點。它們在渦輪模型中通過選擇可通過設計實現(xiàn)輕量化的單個部件，以及選擇可確保高效性能并減輕整體質量的金屬材料來解決這兩個方面的問題。更輕的發(fā)動機可提高燃油效率，從而使飛機受益。設計團隊還致力于確保將Aurora渦輪機的各個部件組合起來，打印成一個組件。雖然目前不可能對所有部件都做到這一點，但減少部件數(shù)量優(yōu)化了組裝發(fā)動機所需的時間，并通過使用更少的部件提高了組裝的便利性。在發(fā)動機的一個部分，該公司成功地將18個零件合并為一個打印部件，與同級別的傳統(tǒng)發(fā)動機相比，重量減輕了20%。

△正在測試的渦輪排氣噴嘴原型

所選金屬材料滿足渦輪機部件的機械要求

該公司表示，測試表明，打印出的內部零件能夠承受發(fā)動機點火時金屬材料所承受的應力和高溫，具有所需的冶金性能。打印材料可與傳統(tǒng)金屬材料媲美，這為用戶提供了保證，即采用Aurora打印方法，金屬產品的最終質量是可靠和可重復的。

燃料類型也是考慮因素之一，該公司的渦輪機可以使用Jet-A1、煤油和柴油燃料，這使得最終用戶可以在許多不同的環(huán)境中使用渦輪機，因為在這些環(huán)境中可能無法隨時獲得特定類型的燃料。

Letheby補充道：“現(xiàn)在，測試將轉入現(xiàn)場，發(fā)動機可以安裝在遙控機身上。我們對Aurora Labs的打印推進系統(tǒng)充滿期待，該系統(tǒng)不僅適用于無人駕駛飛行器，也適用于即時發(fā)電。我們的目標是向規(guī)模龐大的國防和航空航天市場出售一項尖端技術?！?br />

△Aurora Labs的AL250

國防和航空航天

Aurora 正與數(shù)家客戶合作，這些客戶已見證了燃氣渦輪發(fā)動機的性能。同時，公司正在迅速設計制造更大功率的400N級燃氣渦輪型號，以進一步拓展無人機領域的市場機遇，尤其是小型渦輪推進系統(tǒng)在該領域的廣泛應用。

該輪測試數(shù)據(jù)將提供給多家潛在客戶，這些客戶對燃氣輪機系統(tǒng)有各種應用需求，涵蓋無人機推進和即時發(fā)電等領域。

這款發(fā)動機的供應對支持澳大利亞國防能力至關重要，也與《2023年澳大利亞國防審查》的關鍵內容相契合。

3D打印金屬部件在國防和航空航天領域的應用將繼續(xù)向大型和小型企業(yè)推廣，特別是那些在金屬3D打印中表現(xiàn)出色的目標幾何形狀。

該公司還繼續(xù)致力于交付第一臺AL250打印機。