點燃3D列印行業的薪火
2017年12月27日,GE航空集團新一代先進渦輪螺旋槳發動機ATP順利完成了首次點火試車。
ATP是目前全球應用3D列印增材製造技術最為純熟的首款發動機。約35%發動機零部件採用了增材製造技術,該技術將ATP發動機中原先應用傳統製造技術製造的所有零件中的855個減少為12個3D列印零件,包括封嚴、軸承座、發動機機匣、排氣管、燃燒室襯套、熱交換器和氣路靜子部件。ATP發動機重量也因而得以「減負」5%,同時在燃油效率上提高一個百分點。
此外,首款ATP發動機還推出了79項全新技術及設計工藝。正是有了這些卓爾不群的技術, ATP發動機的空中功率增加10%;燃油消耗率降低20%;首翻時間延長33%。
作為與大數據、人工智慧並駕齊驅的第三大風口行業,3D列印熱度不減。而GE作為一家持續走在行業前列的企業,其關注的焦點也不只是單純的生產、製造,GE更願將其靈活應用。
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收購整合
自2012年起,GE在建立和增強自身3D列印技術能力方面動作頻頻。2012年GE收購了Morris Tech及其RQM,使自身初步具備了一定的3D列印技術服務能力。2013年收購掌握了EBM技術的義大利航天公司AVIO;2015年,GE又向非金屬3D列印領域拓展,投資了Carbon和Optomec;2016年,GE收購瑞典Arcam公司和德國Concept Laser公司75%的股權。
LEAP發動機所採用的
3D列印燃油噴嘴
值得一提的是, GE航空集團採用了金屬3D列印增材製造技術成功列印了LEAP發動機的高溫部件-燃油噴嘴。通過3D列印出來的燃油噴嘴不僅可以保持該零部件的設計結構複雜性,還能減輕零部件的重量,從而提高燃油效率,幫助航空公司提升經濟效益。
目前,世界上最大的商用航空發動機GE9X,波音777X的核心動力源,也採用了增材製造技術列印其燃油噴嘴。
GE9X發動機
內源改進
GE作為一個整體,由來自全球各地的多種業務組成,許多最新技術都或多或少會滿足公司內部需求。對於GE的這些部門來說,3D列印也無疑為其如虎添翼。來自Dremel的桌面級3D印表機,能讓GE的團隊縮小比例對設計進行即時地測試。
GE Healthcare在瑞典烏普薩拉開設了第一個3D列印實驗室,稱為歐洲的創新設計和先進位造技術中心。該中心將採用3D列印和機器人技術,加快推出醫療保健行業新型創新產品。
左右滑動查看Dremel 3D印表機
GE Healthcare剛剛發布不久的GE AW4.7工作站,它可以將CT掃描的數據快速轉換並實現 3D建模,然後直接傳送至3D印表機進行製作。而通Stratasys J750全彩多材料3D印表機,可根據真實的患者成像數據,在一次列印中逼真地模仿各種組織特性。根據預測,到2020年,醫療領域30%的內部醫療植入物和設備將採用 3D列印技術。
集團內部垂直化的業務模式,使得反饋變得簡單與及時,GE自身在使用這些產品,GE當然也會了解哪裡才是產品需要改進的地方,並為之不斷完善。
跨界應用
不止在航空和醫療領域,GE正在利用3D列印技術整合、協助集團其他業務。在能源、石油裝備、製造業設備、甚至是藝術等領域以及消費級市場上正不斷地創造革新。
2017年中旬,GE宣布計劃建造世界上最大的激光粉末添加劑製造機。該設備由GE子公司GE Additive研發,使用激光模製金屬粉末,並能夠構建測高達1立方米(35立方英尺)的零件。採用一種稱為激光添加劑製造的系統,有效地在粉末中塑造所需的形狀,幾乎可以形成任何形狀的金屬部件,甚至可為航空工業打造列印出直徑為1米的航空部件。
注重教育
「我們正在向孩子們捐贈機器,尤其是那些自己負擔不起這些設備的學校。 我們正幫助為大學創造課程。」
——GE Additive副總裁兼總經理Ehteshami
增材製造(DfAM)的設計與許多工業設計師通過傳統的減法製造技術所熟悉的約束和要求截然不同。除了在研發上的不斷投入,GE也非常看重3D列印領域的教育問題。
Concept Laser在Lichtenfels的建設了3D列印專業學院; GE Additive教育項目向學校捐贈了400個增材製造系統。 去年,GE Additive還在匹茲堡設立了4000萬美元的增材技術促進中心(CATA)。
左右滑動查看3D列印成品
而GE前不久建立的德國慕尼黑建立用戶體驗中心,是GE全世界範圍內建立的首個體驗中心。此體驗中心是GE全球研發中心投資1500萬美元建成的,體驗中心內安裝來自Concept Laser和Arcam EBM的10台機器,該中心將為現有和潛在用戶提供增材製造零件設計和生產的體驗服務。GE配備了近50名員工維護中心運營,包括增材製造設計和生產專業的技師和設計師。其中所有的3D列印設備都將由基於雲的Predix操作平台所連接,提供實時控制和監測。
這些努力中的每一個都旨在讓更多的潛在用戶接受增材製造的方式,並提供全面的培訓和支持。
未來,GE將繼續擴大其產品組合,磨練現有的組合技術,從其內部專業知識和產品的真正整合中受益。 GE正以領導者的姿態,用先進的製造技術來顛覆行業,推動變革。


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