GE欲用3D打印技術打造新一代“萬能工廠”

　　當一家公司大到像通用電氣(GE)這樣的程度時，進行變革或者改變方向就變成了一項非常具有挑戰(zhàn)性的任務。但是，在從傳統(tǒng)制造到3D打印的轉換過程中，GE表現(xiàn)出了前所未有的決心和行動力，并一直走在世界的前列。2015年，該公司設在印度Chakan的3D打印工廠開始運營，這也是GE計劃中的眾多“多模態(tài)(Multi-Modal)”工廠的第一家。該公司希望從此開始徹底改變自己產品的制造方式。印度的這家3D打印工廠最大的特點是其靈活性，無論是制造什么、如何制造以及使用什么技術都很靈活。

　　這一切都始于一個燃料噴嘴，這是任何液體燃料發(fā)動機上都需要的關鍵部件，它主要負責將燃料噴入發(fā)動機，使其在里面燃燒并推動發(fā)動機運轉。不用說，燃料噴嘴必須要耐用，而且對其本身的幾何形狀要求非常嚴格才能夠以正確的速度精準地噴射燃料。最重要的是，它還要能夠承受極端的高溫，即高達3000華氏度的平均溫度。由于其重要性和復雜性，這種噴氣發(fā)動機的燃料噴嘴就成了可以通過3D打印技術來重新設計和制造的理想部件。

　　“在GE開始這一項目之前，該噴嘴是由20個不同的部件組成的，它們都是從獨立供應商那里分別采購，然后精心釬焊和焊接在一起。3D打印完全改變了這一過程。”GE航空集團增材制造總經理Greg Morris。

　　3D打印的燃料噴嘴

　　由此產生的結果是噴油嘴的20多個部件變成了一個，但是其中的管路、內腔結構能卻完全沒有變化。新的燃料噴嘴采用直接金屬激光3D打印技術層層融化金屬粉體而成，根本不需要零部件組裝或者焊接。除此之外，與傳統(tǒng)制造的噴油嘴相比，它的重量輕了25%，但是強度卻增加了5倍。作為GE下一代LEAP航空發(fā)動機的一部分，3D打印的燃油噴嘴最終能夠為每架使用LEAP發(fā)動機的飛機每年節(jié)省300萬美元。

　　目前，GE的LEAP發(fā)動機已經獲得超過8000臺的訂單，銷售額高達800億美元。據天工社了解，每臺LEAP發(fā)動機上配備著19個3D打印的燃油噴嘴。LEAP發(fā)動機將被安裝在下一代飛機像空客A320neo、波音737 MAX和波音777X上面。盡管GE旗下的許多工廠都有金屬3D打印的能力，但是沒有一家工廠有能力進行如此大規(guī)模的3D打印制造。這也是GE投資2億美元在印度建設該3D打印工廠的原因。

　　在印度Chakan工廠中制造的風機外殼

　　據悉，在Chakan的這家“多模態(tài)”工廠被設計為GE的“萬能工廠”，即能夠為GE范圍廣闊的業(yè)務制造任何完全不同的產品。它可以制造和組裝石油天然氣設備、航空航天設備、交通運輸設備和配電設備，所有這些都在同一個工廠由同樣的工人來完成。工人們將被訓練為可以適應GE整個產品線的制造工作，他們將非常熟練、工作速度更快，而且錯誤更少。這不僅能夠為GE節(jié)省數(shù)十億美元，而且會讓他們的公司更加靈活，對市場變化的反應更加敏捷。

　　在印度Chakan工廠中制造的機車增壓器

　　當然，這種全新的工廠最核心的就是其增材制造技術。目前該工廠已經運行近一年的時間了，GE希望到2020年該工廠能夠為其制造10萬個下一代燃料噴嘴，并最終使GE具備每年制造超過44000個3D打印燃料噴嘴的能力。而在印度Chakan的這座3D打印工廠，預計將成為GE未來工廠的模板，可以為GE制造出任何需要的產品，甚至包括那些獨一無二的設備和零部件;而且使其可以建造更少針對特定目的的專用工廠，這種工廠往往很容易過時而且利用效率低。