兩年6萬(wàn)個(gè)葉片！看GE擴(kuò)充到35臺(tái)3D打印設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)邏輯

魔猴君  行業(yè)資訊   2025天前

3D打印對(duì)航空航天制造業(yè)的影響是巨大的，因?yàn)?/span>3D打印不僅僅作為一種制造技術(shù)，更是創(chuàng)造了產(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(duì)GE內(nèi)部的業(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(yīng)鏈、庫(kù)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)動(dòng)機(jī)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(qiáng)），這顯示了3D打印技術(shù)對(duì)于GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)制造的重要性。

GE航空旗下的Avio Aero正在意大利的Cameri工廠擴(kuò)大GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片的3D打印生產(chǎn)能力，該工廠已安裝了35臺(tái)電子束熔融（EBM）金屬3D打印設(shè)備，預(yù)計(jì)2022年至2023年將在此生產(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)，GE9X是波音777X的動(dòng)力引擎，是世界最大商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)可以提供約100000磅推力。該發(fā)動(dòng)機(jī)還擁有新一代壓比達(dá)27：1的11級(jí)高壓壓氣機(jī)、高效率和低排放的第3代TAPS III燃燒室，以及采用陶瓷基復(fù)合材料（CMC）的燃燒室和渦輪。采用全新材料、冷卻技術(shù)、氣動(dòng)力設(shè)計(jì)的GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)是波音777X系列飛機(jī)的唯一選型發(fā)動(dòng)機(jī)，GE9X是通用創(chuàng)新研發(fā)的集大成之作，其60:1的增壓比創(chuàng)下燃?xì)鉁u輪航空發(fā)動(dòng)機(jī)歷史之最；其葉片數(shù)量?jī)H16片，是目前所有的雙通道客機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中最少的。

預(yù)計(jì)在2018年完成型號(hào)認(rèn)證，2020年隨波音777X客機(jī)服役。

GE采用EBM 3D打印技術(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)動(dòng)機(jī)相比，這意味著燃油消耗降低了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)的市場(chǎng)觀察，GE航空旗下的Avio Aero在意大利的Cameri工廠正在執(zhí)行擴(kuò)張計(jì)劃，安裝最新的EBM 3D打印設(shè)備，用于生產(chǎn)新型GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片，以提高3D打印葉片的生產(chǎn)能力。

圖：Cameri工廠的3D打印設(shè)備

Cameri工廠增加了600平方米的生產(chǎn)區(qū)域，目前共擁有35臺(tái)GE 航空旗下Arcam公司的EBM 3D打印設(shè)備，其中31臺(tái)為A2X，4臺(tái)為最新型的EBM Spectra H。下一步，還會(huì)增加16臺(tái)Arcam EBM Spectra H，最終會(huì)以該新型機(jī)器取代之前的所有型號(hào)。Cameri 工廠是一個(gè)現(xiàn)代化的高效增材制造工廠，并將于4月開(kāi)始進(jìn)行開(kāi)業(yè)以來(lái)的首次連續(xù)生產(chǎn)。在這里，通過(guò)A2X設(shè)備大約三天完成一個(gè)批次的葉片生產(chǎn)，每批6個(gè)葉片。Spectra H 設(shè)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(yù)計(jì)2022年至2023年將生產(chǎn)約6萬(wàn)個(gè)葉片。

比設(shè)備更重要的數(shù)據(jù)

GE航空旗下的Avio Aero與Arcam 兩個(gè)團(tuán)隊(duì)將合作繼續(xù)在Cameri工廠進(jìn)行數(shù)據(jù)收集方面的合作，這也是雙方在增材制造設(shè)備合作之外更重要的合作。增材制造設(shè)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(jì)算并最終提取信息。增材制造實(shí)現(xiàn)互聯(lián)是一個(gè)優(yōu)勢(shì)，數(shù)據(jù)可以相互關(guān)聯(lián)，以獲得時(shí)間，質(zhì)量和方法優(yōu)勢(shì)，并可以與其他工具或軟件兼容。軟件和數(shù)據(jù)對(duì)最終產(chǎn)品的影響極大。

Avio和Arcam之間的合作將增強(qiáng)增材制造設(shè)備的數(shù)字化能力，旨在使增材制造設(shè)備具有更高效和可靠的生產(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)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)業(yè)鏈的顛覆潛力，那在競(jìng)爭(zhēng)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(duì)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)和原來(lái)一樣的零件，而是生產(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(chéng)然，突破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路與制造方式，需要企業(yè)具有自我超越的精神。GE在將3D打印引入到發(fā)動(dòng)機(jī)的制造過(guò)程中可以說(shuō)是呼應(yīng)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)動(dòng)機(jī)創(chuàng)新，GE已經(jīng)發(fā)起對(duì)下一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)制高點(diǎn)的布局。