視頻 l GE義大利講述3D列印如何改變飛機發動機製造業的面貌

義大利的Cameri-卡梅里，位於米蘭和都靈之間平坦和肥沃的平原上，像大多數義大利城鎮一樣，燦爛的教堂和鐘樓矗立在市中心。然而，卡梅里美麗寧靜的外表下，卻隱藏著3D列印和數字技術的暗潮湧動，而這一切將改變義大利飛機發動機製造業的面貌。

大約35%的發動機

將被列印出來

GE於2013年8月完成了對航空航天業務服務商Avio的收購, 該公司是義大利領先的民用與軍用航空零部件和系統的供應商。收購價格為43億美元，不包括Avio公司的太空業務單元。Avio的航空業務之後更名為Avio Aero,成為GE航空業務體系中的一員。

通過收購增強了GE在機械傳動系統、低壓渦輪機、燃燒技術和自動化系統方面的實力。Avio Aero 是通過EMB 和粉末床金屬3D列印技術製造航空零部件的領導者，尤其在3D的列印渦輪葉片方面積累大量經驗，2015年12月Avio Aero一次性購買了10台Arcam 的EBM 3D列印設備，用於渦輪葉片的生產。此外，Avio Aero公司還研發適合增材製造的粉末材料。

GE集團旗下可列印的材料範圍從簡單的塑料到複雜的先進高溫合金系列。例如，Auburn工廠的直接金屬激光熔化（DMLM）技術用來製造噴氣發動機燃油噴嘴。每層金屬粉末的厚度在20到80微米之間，比人的頭髮絲還薄，而1英寸厚的材料可能會被分為多達1250層來列印。帶有這種工藝製造出來的燃油噴嘴的噴氣發動機已經在歐洲和亞洲往返運送乘客。

卡梅里工廠是特殊的，主要使用20台Arcam設備。通過電子束融化鋁鈦（TiAl）合金，這比鎳基合金輕百分之五十。此外，工廠還嘗試列印GE9X發動機低壓渦輪噴氣發動機的葉片。

Arcam機器使用電子槍加速光束直到它比目前用於列印金屬零件的激光強大好幾倍。因此，卡梅里工廠可以列印相當於激光技術下的四倍層厚，列印速度如此之快，在鈦鋁合金產品的製造方面，幾乎可以與傳統鑄造競爭。

GE航空公司總裁兼首席執行官David Joyce認為，卡梅里工廠已經幫助GE了解增材製造的可能性，在同一台機器上工作小組可以改變葉片零件的形狀，並同時列印不同的葉片，這帶來了極大的製造自由。

但3D列印只是增材製造過程中的第一步，一旦渦輪葉片在卡梅里被列印出來，這些葉片將南下到波米利亞諾阿爾科，來到坐落在維蘇威火山腳下的Naples的一個工業區。

今天，這裡也是通用航空公司的「卓越中心」之一。在這裡，工程師正在測試完成3D列印零件的最佳和最快的方式。包括卡梅里製造的葉片將被安裝到先進的渦輪螺旋槳發動機部件（ATP-advanced turboprop engine）裡面。增材製造使設計者能夠將大約800個零件整合成十幾個部件。總的來說，大約35%的發動機將被列印出來。

複雜性的降低將有助於減少高達百分之二十的發動機燃料燃燒，並降低飛機重量，同時實現大約百分之十的功率提升，並有助於加快生產。

卡梅里不僅僅開發新一代的增材製造技術應用，也在培養下一代的科學家。位於義大利北部城市中心的都靈理工大學為這家工廠輸送了大量的人才。這所大學不僅僅幫助卡梅里工廠掌握電子束技術，該校也將在都靈校區開設一個新的研究實驗室，專註於增材製造和測試新材料。

除了卡梅里工廠，GE在義大利的增材製造版圖令人嘆為觀止。2013年GE石油天然氣部門在義大利佛羅倫薩工廠開設了增材製造實驗室，在實驗室中安裝了粉末床金屬3D列印和設備，用於製造葉輪機零部件和先進合金零部件。2016年5月，GE還在其位於義大利塔拉莫納的石油天然氣工廠開設了一條增材製造零部件生產線。 該生產線的主要任務是通過以激光為基礎的增材製造技術製造燃氣輪機燃燒室。

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