德美意三国的3D打印

发布时间:2017-06-01 21:51:00
 

十余年前,GE航空航天以及其合资子公司CFM接到了一种燃油效率高的喷气式发动机的任务,在团队的努力之下,一款燃油消耗量和排气量得到大幅削减的新型发动机诞生了。

    发动机中的燃油喷嘴为新型发动机的出色表现立下功劳,然而喷嘴结构之复杂却让制造过程几经周折。起初使用传统工艺制造的燃油喷嘴由20多个单独的零件焊接而成,制造难度非常大。不过,GE航空航天的工程师对增材制造技术的大胆尝试让困难得以解决。不仅如此,GE也由此打开了增材制造技术的应用之路。

    看到了3D的潜力,GE的增材制造之路从此壮志凌云“一发不可收拾”。本期,3D科学谷通过三个视频来与谷友一同领略GE位于德国的增材制造用户体验中心,位于美国格林威尔的先进制造技术研究中心-“GEStore”孵化器,以及位于意大利的卡梅里卓越制造中心。

    位于德国慕尼黑的用户体验中心

    GEAdditive位于德国慕尼黑建立用户体验中心,是GE全世界范围内建立的首个体验中心,用以促进增材制造的使用。这个体验中心是GE全球研发中心投资1500万美元建成的,体验中心内安装来自ConceptLaser和ArcamEBM的10台机器,该中心还为现有和潜在用户提供增材制造零件设计和生产的体验服务。GE配备了近50名员工维护中心运营,包括增材制造设计和生产专业的技师和设计师。3D打印设备由基于云的Predix操作平台所连接,提供实时控制和监测。

    位于美国格林威尔的先进制造技术研究中心

    GE位于美国格林威尔的先进制造技术研究中心-“GEStore”孵化器是由GE电力投资7500万美元兴建的。它就在GE巨大的格林维尔制造园区旁边,格林维尔制造园区是个巨大的工厂,GE电力在那里制造世界最大的燃气轮机,燃气轮机重达数百吨但零件的精度却达到极其苛刻的程度。   

    GE电力工厂制作的弯曲叶片是配给到世界上最大的喷气发动机上使用的,陶瓷外壳的燃气涡轮机和其他零件的形状都非常复杂。GE的这座工厂是实验室和现实之间的桥梁,经营这家工厂的GE经理KurtGoodwin说。“这是一个孵化器。我们与工程师,让他们实现自己的大创意,并帮助他们的创意推进到生产领域。”这家工厂提供先进的生产工具,帮助发明者连接现在与未来,一旦发明被证明是成功的,便可立即进入大规模生产。

    位于意大利卡梅里的卓越制造中心

    GE位于意大利卡梅里的卓越制造中心源自于对Avio的收购。GE于2013年8月完成了对航空航天业务服务商Avio的收购,该公司是意大利领先的民用与军用航空零部件和系统的供应商。收购价格为43亿美元,不包括Avio公司的太空业务单元。Avio的航空业务之后更名为AvioAero,成为GE航空业务体系中的一员。2015年12月AvioAero一次性购买了10台Arcam的EBM3D打印设备,用于涡轮叶片的生产,后又增加了10台设备。此外,AvioAero公司还研发适合增材制造的粉末材料。

    卡梅里工厂是特殊的,主要使用20台Arcam设备。通过束融化铝钛(TiAl)合金,这比镍基合金轻百分之五十。此外,工厂还尝试打印GE9X发动机低压涡轮喷气发动机的叶片。

    除了卡梅里工厂,GE在意大利的增材制造版图令人叹为观止。2013年GE天然气部门在意大利佛罗伦萨工厂开设了增材制造实验室,在实验室中安装了粉末床金属3D打印和设备,用于制造叶轮机零部件和先进合金零部件。2016年5月,GE还在其位于意大利塔拉莫纳的石油天然气工厂开设了一条增材制造零部件生产线。该生产线的主要任务是通过以激光为基础的增材制造技术制造燃气轮机燃烧室