两年6万个叶片!看GE扩充到35台3D打印设备的运转逻辑

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。

根据3D科学谷的市场观察,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

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来源:GE Aviation

block 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。

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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。

block 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。

block 3D科学谷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。

正如3D科学谷在《3D打印与工业制造》一书中提到的,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。

资料下载,请加入3D科学谷3D产业链QQ群:529965687
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