兩年6萬(wàn)個(gè)葉片！看GE擴充到35臺3D打印設備的運轉(zhuǎn)邏輯

魔猴君  行業(yè)(yè)資訊   2350天前

3D打印對航空航天制造業(yè)(yè)的影響是巨大的，因為3D打印不僅僅作為一種制造技術(shù)(shù)，更是創(chuàng )(chuàng)造了產(chǎn)(chǎn)品的附加值。GE全球CEO John Flannery曾提到，GE看到了3D打印-增材制造的顛覆潛力，增材制造對GE內(nèi)部的業(yè)(yè)務(wù)也帶來(lái)很大轉(zhuǎn)型壓力，有很多改變需要進(jìn)行，供應鏈、庫存、人才…很大的壓力，但是GE有勇氣去改變。GE（通用電氣）曾在航空發(fā)(fā)動(dòng)機GE9X的官方宣傳大片中提到“strengthened by additive manufacturing”（通過(guò)增材制造得到加強），這顯示了3D打印技術(shù)(shù)對于GE9X發(fā)(fā)動(dòng)機制造的重要性。

GE航空旗下的Avio Aero正在意大利的Cameri工廠(chǎng)擴大GE9X發(fā)(fā)動(dòng)機渦輪葉片的3D打印生產(chǎn)(chǎn)能力，該工廠(chǎng)已安裝了35臺電子束熔融（EBM）金屬3D打印設備，預計2022年至2023年將在此生產(chǎn)(chǎn)約6萬(wàn)個(gè)葉片。

來(lái)源：GE Aviation

不一樣的材料不一樣的性能

根據(jù)航空制造網(wǎng)(wǎng)，GE9X是波音777X的動(dòng)力引擎，是世界最大商用航空發(fā)(fā)動(dòng)機，該發(fā)(fā)動(dòng)機可以提供約100000磅推力。該發(fā)(fā)動(dòng)機還擁有新一代壓比達27：1的11級高壓壓氣機、高效率和低排放的第3代TAPS III燃燒室，以及采用陶瓷基復合材料（CMC）的燃燒室和渦輪。采用全新材料、冷卻技術(shù)(shù)、氣動(dòng)力設計的GE9X發(fā)(fā)動(dòng)機是波音777X系列飛機的唯一選型發(fā)(fā)動(dòng)機，GE9X是通用創(chuàng )(chuàng)新研發(fā)(fā)的集大成之作，其60:1的增壓比創(chuàng )(chuàng)下燃氣渦輪航空發(fā)(fā)動(dòng)機歷史之最；其葉片數(shù)量?jì)H16片，是目前所有的雙通道客機發(fā)(fā)動(dòng)機中最少的。

預計在2018年完成型號認證，2020年隨波音777X客機服役。

GE采用EBM 3D打印技術(shù)(shù)制造渦輪葉片，即用電子束作為其能量源逐層融化金屬粉末，粉末材料為先進(jìn)的航空航天材料鈦鋁（TiAl）制造。這種材料比常用于低壓渦輪葉片的鎳基合金輕50％左右。與其前身GE90發(fā)(fā)動(dòng)機相比，這意味著(zhù)燃油消耗降低了10％（排放量也隨之降低），GE9X的重量減輕約200公斤。

根據(jù)魔猴網(wǎng)(wǎng)的市場(chǎng)觀(guān)察，GE航空旗下的Avio Aero在意大利的Cameri工廠(chǎng)正在執(zhí)行擴張計劃，安裝最新的EBM 3D打印設備，用于生產(chǎn)(chǎn)新型GE9X發(fā)(fā)動(dòng)機的渦輪葉片，以提高3D打印葉片的生產(chǎn)(chǎn)能力。

圖：Cameri工廠(chǎng)的3D打印設備

Cameri工廠(chǎng)增加了600平方米的生產(chǎn)(chǎn)區(qū)域，目前共擁有35臺GE 航空旗下Arcam公司的EBM 3D打印設備，其中31臺為A2X，4臺為最新型的EBM Spectra H。下一步，還會(huì )增加16臺Arcam EBM Spectra H，最終會(huì )以該新型機器取代之前的所有型號。Cameri 工廠(chǎng)是一個(gè)現(xiàn)代化的高效增材制造工廠(chǎng)，并將于4月開(kāi)始進(jìn)行開(kāi)業(yè)(yè)以來(lái)的首次連續(xù)生產(chǎn)(chǎn)。在這里，通過(guò)A2X設備大約三天完成一個(gè)批次的葉片生產(chǎn)(chǎn)，每批6個(gè)葉片。Spectra H 設備則在相同的時(shí)間內(nèi)可以完成大概10個(gè)葉片。據(jù)此，GE預計2022年至2023年將生產(chǎn)(chǎn)約6萬(wàn)個(gè)葉片。

比設備更重要的數(shù)據(jù)

GE航空旗下的Avio Aero與Arcam 兩個(gè)團隊將合作繼續(xù)在Cameri工廠(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集方面的合作，這也是雙方在增材制造設備合作之外更重要的合作。增材制造設備天生具有智能化特點(diǎn)，在智能化軟件的支持下它們像人的大腦一樣，通過(guò)收集、選擇、傳輸、計算并最終提取信息。增材制造實(shí)現(xiàn)互聯(lián)(lián)是一個(gè)優(yōu)(yōu)勢，數(shù)據(jù)可以相互關(guān)(guān)聯(lián)(lián)，以獲得時(shí)間，質(zhì)(zhì)量和方法優(yōu)(yōu)勢，并可以與其他工具或軟件兼容。軟件和數(shù)據(jù)對最終產(chǎn)(chǎn)品的影響極大。

Avio和Arcam之間的合作將增強增材制造設備的數(shù)字化能力，旨在使增材制造設備具有更高效和可靠的生產(chǎn)(chǎn)過(guò)程的能力。

總結(jié)：

根據(jù)GE全球CEO John Flannery在Industry in 3D系列節(jié)目中所提到的，GE剛開(kāi)始看待3D打印的時(shí)候也是覺(jué)得不可能，零件造的又慢又貴，你很容易說(shuō)讓我們等等再說(shuō)。但是你真正理解了3D打印的價(jià)值后，你的態(tài)(tài)度就不一樣了。大多數(shù)人看不到，如果看不到3D打印重塑價(jià)值鏈產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)鏈的顛覆潛力，那在競爭中容易處于不利的局面。我們總是陷入將3D打印與傳統(tǒng)制造方法一對一比較的誤區(qū)，原因在于我們很容易忽略3D打印不是在生產(chǎn)(chǎn)和原來(lái)一樣的零件，而是生產(chǎn)(chǎn)不一樣的零件，不一樣的形狀，不一樣的材料，不一樣的性能。

而實(shí)現(xiàn)這些“不一樣” 也正是3D打印的價(jià)值所在。誠然，突破傳統(tǒng)的設計思路與制造方式，需要企業(yè)(yè)具有自我超越的精神。GE在將3D打印引入到發(fā)(fā)動(dòng)機的制造過(guò)程中可以說(shuō)是呼應了他們提出的“we go above and beyond, and we take you go above and beyond”的自我超越精神。

我們從中可以清晰的感受到數(shù)字化、新材料、3D打印正在推動(dòng)航空發(fā)(fā)動(dòng)機創(chuàng )(chuàng)新，GE已經(jīng)(jīng)發(fā)(fā)起對下一代航空發(fā)(fā)動(dòng)機技術(shù)(shù)制高點(diǎn)的布局。