GE處在轉(zhuǎn)型期（transmission），最重要的是（the real big bang）不是再生產(chǎn)和原來(lái)一樣的零件，而是生產(chǎn)完全不一樣的零件，不一樣的形狀，不一樣的材料，不一樣的性能，GE正在突破那些傳統(tǒng)制造思維的局限，不要再想那些原來(lái)的框框架架，這關(guān)系到對(duì)解放產(chǎn)品設(shè)計(jì)束縛的新方法、新視野。

圖片：GE通過(guò)3D打印實(shí)現(xiàn)制造轉(zhuǎn)型

下一代飛機(jī)引擎

     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、新的制造技術(shù)、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。

GE9X擁有304個(gè)通過(guò)增材制造的零件，涵蓋了七大類(lèi)型的3D打印零部件。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。

7種3D打印零部件

雖然有關(guān)增材制造業(yè)對(duì)GE9X貢獻(xiàn)的新聞已經(jīng)被廣泛報(bào)道，還沒(méi)有正式的報(bào)道揭開(kāi)GE9X上的7大3D打印零部件，他們是：

- 燃油噴油嘴

- T25傳感器外殼

- 熱交換器

- 誘導(dǎo)器

- 第5階段低壓渦輪（LPT）葉片

- 第六階段LPT葉片

- 燃燒器攪拌機(jī)

      根據(jù)中國(guó)3D打印網(wǎng)了解，適用于增材制造的GE9X引擎上的組件制造與認(rèn)證過(guò)程是復(fù)雜的。不過(guò)GE能夠利用早期成功的基礎(chǔ)，這些組件具有復(fù)雜的幾何形狀，早期成功的案例使得GE能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)驗(yàn)“復(fù)制”與傳承的一大核心。GE9X的燃油噴嘴與LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴嘴基本相同，LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)通的燃油噴嘴常被認(rèn)為是GE航空公司通過(guò)增材制造生產(chǎn)的第一個(gè)3D打印零部件。然而，GE在3D打印其首批LEAP燃油噴嘴之前，首先為超過(guò)400臺(tái)GE90發(fā)動(dòng)機(jī)3D打印了T25傳感器外殼。當(dāng)2015年第一個(gè)傳感器出現(xiàn)在GE90-94B噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)上時(shí)，它成為首個(gè)獲得FAA認(rèn)證的增材制造的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)部件。基于這些成功經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)GE9X的初期工作于2013年左右開(kāi)始時(shí)，GE決定繼續(xù)3D打印燃油噴嘴和傳感器外殼就不足為奇了。

 GE9X熱交換器和誘導(dǎo)器是一個(gè)不同的故事。GE航空集團(tuán)的換熱器傳統(tǒng)上由數(shù)十根細(xì)金屬管組成。用于GE9X的3D打印熱交換器具有完全不同的外形，其中包括優(yōu)化的通道和復(fù)雜的內(nèi)部幾何形狀，可充分利用增材制造可以實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)自由度。誘導(dǎo)器旨在提高發(fā)動(dòng)機(jī)的耐用性，結(jié)合增材制造帶來(lái)的設(shè)計(jì)自由度，以滿(mǎn)足客戶(hù)需求的挑戰(zhàn)性技術(shù)要求。3D打印誘導(dǎo)器代表了GE在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，GE9X誘導(dǎo)器是設(shè)計(jì)工程師通過(guò)增材制造將多個(gè)零部件特征結(jié)合到一個(gè)部件的另一個(gè)例子。

     熱交換器和導(dǎo)流器展示了GE航空公司制造轉(zhuǎn)型的重大努力，而GE9X所使用的3D打印低壓渦輪葉片是GE自2013年以來(lái)一直在準(zhǔn)備的一次飛躍，這些葉片由GE在意大利所收購(gòu)的一家前供應(yīng)商所制造出來(lái)。

加速生產(chǎn)

     在為GE9X添加制造的七種零部件中，除LPT葉片和熱交換器外，其他類(lèi)型的零部件都是在Concept Laser M2機(jī)器上通過(guò)選區(qū)金屬激光熔化技術(shù)打印鈷鉻合金制造出來(lái)的。GE于2016年收購(gòu)了Concept Laser的多數(shù)股權(quán)，同年收購(gòu)了Arcam AB并推出了GE 增材制造業(yè)務(wù)部門(mén)。2016年也是GE對(duì)俄亥俄州辛辛那提的前戴爾計(jì)算機(jī)配送倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行重建，并將其變成一個(gè)大型3D打印設(shè)施和開(kāi)發(fā)中心的一年。GE增材制造技術(shù)中心（ATC）由300多名員工組成，這些員工來(lái)自GE航空和GE增材制造兩個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)，他們跨越材料科學(xué)，機(jī)械工程，設(shè)計(jì)，編程和物流領(lǐng)域。目前ATC的技術(shù)團(tuán)隊(duì)正在將GE9X零部件的生產(chǎn)過(guò)渡到Auburn工廠，目前LEAP燃油噴嘴的3D打印速度為每周800個(gè)，這是完全工業(yè)化的大批量制造，GE今年可能翻番其燃油噴嘴的產(chǎn)量。

      在辛辛那提的ATC增材制造技術(shù)中心，Concept Laser設(shè)備在被運(yùn)往Auburn工廠和其他地方的生產(chǎn)設(shè)施之前進(jìn)行準(zhǔn)備和測(cè)試，除了要交付的設(shè)備，還有正在生產(chǎn)中的設(shè)備，在ATC，有18臺(tái)Concept Laser機(jī)器在過(guò)去幾個(gè)月中一直致力于生產(chǎn)鈷鉻（CoCr）合金零件。LPT葉片的增材制造生產(chǎn)之路充滿(mǎn)神秘色彩，鈦鋁合金（TiAl）葉片通過(guò)意大利Cameri的Avio Aero 3D打印工廠進(jìn)行制造?，F(xiàn)代化的設(shè)施包括30臺(tái)大型黑色Arcam 3D打印機(jī)，每臺(tái)打印機(jī)配備3千瓦的電子束，可用于同時(shí)生產(chǎn)多達(dá)六個(gè)15.75英寸的葉片。到2019年年底，將有50臺(tái)Arcam 3D打印機(jī)主要用于LPT葉片生產(chǎn)。

與傳統(tǒng)的鎳基合金相比，鈦鋁合金提供了非常優(yōu)異的強(qiáng)度重量比。但這種優(yōu)勢(shì)是有代價(jià)的。正如電子束熔化是一種技術(shù)要求嚴(yán)格的工藝一樣，TiAl是一種“臭名昭著”的難加工材料。之前，GE航空需要將TiAl葉片通過(guò)鑄造先形成毛坯料，然后通過(guò)CNC機(jī)加工將其加工成最終形狀。這一過(guò)程需要很長(zhǎng)的交付時(shí)間來(lái)制造模具，而通過(guò)EBM工藝，GE可以縮短葉片加工的流程。此外，GE還對(duì)材料進(jìn)行了定制，并探索出自己的加工工藝，通過(guò)調(diào)節(jié)層厚度和加工速度，以避免產(chǎn)生殘余應(yīng)力。

FAA認(rèn)證

      在研究商用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)過(guò)程中，最終你會(huì)看到一只死鳥(niǎo)從射入旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇葉片的視頻片段。這個(gè)例子是在俄亥俄州皮布爾斯的GE航空工廠進(jìn)行的測(cè)試，GE9X（以及所有商用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)）的認(rèn)證是與FAA一起完成的，而不是提交給FAA。這對(duì)于FAA能夠加速認(rèn)證過(guò)程，并推動(dòng)增材制造的快速發(fā)展至關(guān)重要。

GE9X是GE航空首次將多種材料用于航空應(yīng)用中，3D打印技術(shù)在GE9X上獲得了大幅度應(yīng)用?，F(xiàn)在GE正在開(kāi)發(fā)一個(gè)真正的工業(yè)化基地，并創(chuàng)建一系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

這些標(biāo)準(zhǔn)不僅幫助GE控制多個(gè)生產(chǎn)基地生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，還有助于GE控制多個(gè)原材料供應(yīng)商，換句話(huà)說(shuō)，這些標(biāo)準(zhǔn)就是為增材制造提供真正產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。