看GE航空15萬平方米的增材技術(shù)中心怎樣通過3D打印推動創(chuàng)新,？

在美國辛辛那提75號公路旁坐落著GE增材技術(shù)中心（GE Additive Technology Center,，ATC ）,，這里占地150,000平方米，擁有300名工程師和技術(shù)人員,，擁有近90臺3D打印機,，包括世界上最大的金屬3D打印設(shè)備。GE增材技術(shù)中心是一個設(shè)計車間,，一個快速原型實驗室,，也是一個真正的3D打印工廠……GE增材技術(shù)中心已確定了100種可以通過3D打印技術(shù)制造的零件。

GE增材技術(shù)中心中的XLine 2000R 3D打印設(shè)備,，圖片來源：GE

多部門協(xié)作創(chuàng)新
在2015年時,，GE增材技術(shù)中心所在地還是Dell電腦的一個配送中心。在那時GE已經(jīng)收購了位于辛辛那提的美國增材制造孵化企業(yè)Morris Technologies,，并使用3D打印開發(fā)出用于LEAP新型噴氣發(fā)動機中的燃油噴油嘴,。 2016年，GE 繼續(xù)收購了德國3D打印制造商Concept Laser和打印特殊金屬粉末的制造商Arcam AB的大部分股權(quán),。以上幾個部分成為如今GE 增材制造的核心,。

GE 增材技術(shù)中心的3D打印機負責生產(chǎn)復(fù)雜的燃油噴嘴，變速箱蓋,，以及帶有復(fù)雜管道結(jié)構(gòu)的蜂窩狀燃油加熱器…… 在這里生產(chǎn)的燃油噴嘴被安裝在世界上最大的噴氣式發(fā)動機GE9X中,，變速箱蓋被安裝在新型渦輪螺旋槳發(fā)動機GE Catalyst 中，3D打印技術(shù)使這一部件的組件數(shù)量從855個減少到12個，顯著減輕了重量,，簡化了該部件的制造供應(yīng)鏈和維護工作的難度,，并且提升了發(fā)動機的性能。

圖片來源: GE

如今,，GE增材技術(shù)中心擁有近90臺3D打印機,，其中包括6臺全球最大的金屬打印機XLine 2000R，擁有300名設(shè)計師,、機械師和工程師,。這個地方屬于GE航空，但大約一半的員工來自GE 增材制造部門,。據(jù)了解,，在GE增材技術(shù)中心，生產(chǎn)部門和工程師可以輕松地與技術(shù)人員討論,，打印出他們的設(shè)計,，負責開發(fā)3D打印設(shè)備和粉末材料的人員也可以參與其中。

GE 增材技術(shù)中心有一個大型八角型辦公區(qū)域,，大家可以像蜂巢中的蜜蜂一樣方便進出工作站來到機器旁,。由于增材制造時一個新興領(lǐng)域，所以在GE 增材技術(shù)中心沒有經(jīng)驗超過20年的資深工程師,，只有來自不同背景的人,，大家重塑思想并進行新的工程實踐。據(jù)了解,，GE增材技術(shù)中心會將完善的生產(chǎn)流程運用到GE 航空在意大利Cameri和阿拉巴馬州Auburn的3D打印工廠中,。 GE增材技術(shù)中心的目標是將完成90%的增材制造項目交接給這些3D打印工廠。

GE 增材技術(shù)中心開展的最新項目是GEnx噴氣式發(fā)動機中的一款3D打印支架,，這款發(fā)動機為許多波音787Dreamliner飛機提供動力,。這一3D打印支架的特殊之處在于，它是使用增材制造設(shè)計思維重新設(shè)計的零件,，不是從頭開發(fā)的新零件,。每臺GEnx發(fā)動機中都有2個這樣的支架，其作用是在維修時支撐發(fā)動機蓋,。傳統(tǒng)的制造方法是對鋁塊進行銑削,，雖然這種方式是可行的，但是存在材料浪費多的問題,。

3D打印能夠制造難以或不可能以任何其他方式制造的零件,，圖中案例為3D打印的熱交換器，圖片來源：GE,。

這就是為什么GE增材技術(shù)中心團隊探討這款支架是否可以利用增材制造重新設(shè)計的原因,。起初，GE增材技術(shù)中心團隊認為這款支架看起來比較簡單，沒有必要利用增材制造重塑設(shè)計,，但隨著項目的開展,，他們清晰的看到了其中的附加價值。

十個月之后,，GE增材技術(shù)中心準備將生產(chǎn)流程移交給Auburn3D打印工廠,。3D打印支架的制造成本低于原有成本，GEnx發(fā)動機的訂單量為2200臺,，整體來看節(jié)約的成本是可觀的,。并且3D打印支架比傳統(tǒng)支架重量更輕，輕量化對于航空業(yè)是非常重要的,，輕量化支架將為航空公司帶來燃料的節(jié)省,。除了對現(xiàn)有零件的生產(chǎn)過程進行調(diào)試外,，GE增材技術(shù)中心還幫助設(shè)計人員開發(fā)新零件,，審核新3D打印設(shè)備并測試用于打印的新型粉末材料。

GE增材技術(shù)中心擁有一個3D打印技術(shù)研發(fā)空間,，工程師可以測試Concept Laser和Arcam 3D打印設(shè)備的新功能和應(yīng)用,。GE增材技術(shù)中心擁有世界上最多的Concept Laser X-Line設(shè)備群，這是一種大型金屬3D打印設(shè)備,，但GE增材制造還在開發(fā)另外一種大型金屬3D打印設(shè)備-A.T.L.A.S.,，這臺3D打印設(shè)備能夠制造最大達1米的部件。3D科學谷了解到,，GE與 Concept Laser,、Arcam以及金屬粉末制造商AP＆C之間的合作是雙向的。

未來,，GE增材技術(shù)中心會更加繁忙,，因為他們已經(jīng)確定了100多種可以3D打印的部件，其中三分之一是新產(chǎn)品,，其余三分之二是像3D打印支架一樣需要進行重新設(shè)計的現(xiàn)有部件,。

來源：3D科學谷