两年6万个叶片！看GE扩充到35台3D打印设备的运转逻辑

来源：3D科学谷

3D打印对航空航天制造业的影响是巨大的，因为3D打印不仅仅作为一种制造技术，更是创造了产品的附加值。GE全球CEO John Flannery曾提到，GE看到了3D打印-增材制造的颠覆潜力，增材制造对GE内部的业务也带来很大转型压力，有很多改变需要进行，供应链、库存、人才…很大的压力，但是GE有勇气去改变。GE（通用电气）曾在航空发动机GE9X的官方宣传大片中提到“strengthened by additive manufacturing”（通过增材制造得到加强），这显示了3D打印技术对于GE9X发动机制造的重要性。

GE航空旗下的Avio Aero正在意大利的Cameri工厂扩大GE9X发动机涡轮叶片的3D打印生产能力，该工厂已安装了35台电子束熔融（EBM）金属3D打印设备，预计2022年至2023年将在此生产约6万个叶片。

来源：GE Aviation

不一样的材料不一样的性能

根据航空制造网，GE9X是波音777X的动力引擎，是世界最大商用航空发动机，该发动机可以提供约100000磅推力。该发动机还拥有新一代压比达27：1的11级高压压气机、高效率和低排放的第3代TAPS III燃烧室，以及采用陶瓷基复合材料（CMC）的燃烧室和涡轮。采用全新材料、冷却技术、气动力设计的GE9X发动机是波音777X系列飞机的唯一选型发动机，GE9X是通用创新研发的集大成之作，其60:1的增压比创下燃气涡轮航空发动机历史之最；其叶片数量仅16片，是目前所有的双通道客机发动机中最少的。

预计在2018年完成型号认证，2020年随波音777X客机服役。

GE采用EBM 3D打印技术制造涡轮叶片，即用电子束作为其能量源逐层融化金属粉末，粉末材料为先进的航空航天材料钛铝（TiAl）制造。这种材料比常用于低压涡轮叶片的镍基合金轻50％左右。与其前身GE90发动机相比，这意味着燃油消耗降低了10％（排放量也随之降低），GE9X的重量减轻约200公斤。

根据3D科学谷的市场观察，GE航空旗下的Avio Aero在意大利的Cameri工厂正在执行扩张计划，安装最新的EBM 3D打印设备，用于生产新型GE9X发动机的涡轮叶片，以提高3D打印叶片的生产能力。

图：Cameri工厂的3D打印设备

Cameri工厂增加了600平方米的生产区域，目前共拥有35台GE 航空旗下Arcam公司的EBM 3D打印设备，其中31台为A2X，4台为最新型的EBM Spectra H。下一步，还会增加16台Arcam EBM Spectra H，最终会以该新型机器取代之前的所有型号。Cameri 工厂是一个现代化的高效增材制造工厂，并将于4月开始进行开业以来的首次连续生产。在这里，通过A2X设备大约三天完成一个批次的叶片生产，每批6个叶片。Spectra H 设备则在相同的时间内可以完成大概10个叶片。据此，GE预计2022年至2023年将生产约6万个叶片。

比设备更重要的数据

GE航空旗下的Avio Aero与Arcam 两个团队将合作继续在Cameri工厂进行数据收集方面的合作，这也是双方在增材制造设备合作之外更重要的合作。增材制造设备天生具有智能化特点，在智能化软件的支持下它们像人的大脑一样，通过收集、选择、传输、计算并最终提取信息。增材制造实现互联是一个优势，数据可以相互关联，以获得时间，质量和方法优势，并可以与其他工具或软件兼容。软件和数据对最终产品的影响极大。

Avio和Arcam之间的合作将增强增材制造设备的数字化能力，旨在使增材制造设备具有更高效和可靠的生产过程的能力。

Review

根据GE全球CEO John Flannery在Industry in 3D系列节目中所提到的，GE刚开始看待3D打印的时候也是觉得不可能，零件造的又慢又贵，你很容易说让我们等等再说。但是你真正理解了3D打印的价值后，你的态度就不一样了。大多数人看不到，如果看不到3D打印重塑价值链产业链的颠覆潜力，那在竞争中容易处于不利的局面。我们总是陷入将3D打印与传统制造方法一对一比较的误区，原因在于我们很容易忽略3D打印不是在生产和原来一样的零件，而是生产不一样的零件，不一样的形状，不一样的材料，不一样的性能。

而实现这些“不一样” 也正是3D打印的价值所在。诚然，突破传统的设计思路与制造方式，需要企业具有自我超越的精神。GE在将3D打印引入到发动机的制造过程中可以说是呼应了他们提出的“we go above and beyond, and we take you go above and beyond”的自我超越精神。

我们从中可以清晰的感受到数字化、新材料、3D打印正在推动航空发动机创新，GE已经发起对下一代航空发动机技术制高点的布局。