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，不要再想那些原來的框框架架，這關系到對解放產(chǎn)品設計束縛的新方法、新視野。

圖片：GE通過3D打印實現(xiàn)制造轉(zhuǎn)型

下一代飛機引擎

     GE9X是波音777X的動力引擎，是世界最大商用航空發(fā)動機，該發(fā)動機可以提供約100000磅推力。該發(fā)動機還擁有新一代壓比達27：1的11級高壓壓氣機、高效率和低排放的第3代TAPS III燃燒室，以及采用陶瓷基復合材料（CMC）的燃燒室和渦輪。

采用全新材料、新的制造技術、冷卻技術、氣動力設計的GE9X發(fā)動機是波音777X系列飛機的唯一選型發(fā)動機，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)下燃氣渦輪航空發(fā)動機歷史之最。

GE9X擁有304個通過增材制造的零件，涵蓋了七大類型的3D打印零部件。數(shù)字化、新材料、3D打印正在推動航空發(fā)動機創(chuàng)新，GE已經(jīng)發(fā)起對下一代航空發(fā)動機技術制高點的布局。

7種3D打印零部件

雖然有關增材制造業(yè)對GE9X貢獻的新聞已經(jīng)被廣泛報道，還沒有正式的報道揭開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

      根據(jù)中國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證過程是復雜的。不過GE能夠利用早期成功的基礎，這些組件具有復雜的幾何形狀，早期成功的案例使得GE能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)驗“復制”與傳承的一大核心。GE9X的燃油噴嘴與LEAP發(fā)動機的燃油噴嘴基本相同，LEAP發(fā)動機通的燃油噴嘴常被認為是GE航空公司通過增材制造生產(chǎn)的第一個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400臺GE90發(fā)動機3D打印了T25傳感器外殼。當2015年第一個傳感器出現(xiàn)在GE90-94B噴氣發(fā)動機上時，它成為首個獲得FAA認證的增材制造的飛機發(fā)動機部件。基于這些成功經(jīng)驗，當GE9X的初期工作于2013年左右開始時，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熱交換器和誘導器是一個不同的故事。GE航空集團的換熱器傳統(tǒng)上由數(shù)十根細金屬管組成。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)化的通道和復雜的內(nèi)部幾何形狀，可充分利用增材制造可以實現(xiàn)的設計自由度。誘導器旨在提高發(fā)動機的耐用性，結(jié)合增材制造帶來的設計自由度，以滿足客戶需求的挑戰(zhàn)性技術要求。3D打印誘導器代表了GE在航空發(fā)動機領域的不斷發(fā)展，GE9X誘導器是設計工程師通過增材制造將多個零部件特征結(jié)合到一個部件的另一個例子。

     熱交換器和導流器展示了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年以來一直在準備的一次飛躍，這些葉片由GE在意大利所收購的一家前供應商所制造出來。

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，其他類型的零部件都是在Concept Laser M2機器上通過選區(qū)金屬激光熔化技術打印鈷鉻合金制造出來的。GE于2016年收購了Concept Laser的多數(shù)股權，同年收購了Arcam AB并推出了GE 增材制造業(yè)務部門。2016年也是GE對俄亥俄州辛辛那提的前戴爾計算機配送倉庫進行重建，并將其變成一個大型3D打印設施和開發(fā)中心的一年。GE增材制造技術中心（ATC）由300多名員工組成，這些員工來自GE航空和GE增材制造兩個業(yè)務部門，他們跨越材料科學，機械工程，設計，編程和物流領域。目前ATC的技術團隊正在將GE9X零部件的生產(chǎn)過渡到Auburn工廠，目前LEAP燃油噴嘴的3D打印速度為每周800個，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增材制造技術中心，Concept Laser設備在被運往Auburn工廠和其他地方的生產(chǎn)設施之前進行準備和測試，除了要交付的設備，還有正在生產(chǎn)中的設備，在ATC，有18臺Concept Laser機器在過去幾個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)之路充滿神秘色彩，鈦鋁合金（TiAl）葉片通過意大利Cameri的Avio Aero 3D打印工廠進行制造?，F(xiàn)代化的設施包括30臺大型黑色Arcam 3D打印機，每臺打印機配備3千瓦的電子束，可用于同時生產(chǎn)多達六個15.75英寸的葉片。到2019年年底，將有50臺Arcam 3D打印機主要用于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)異的強度重量比。但這種優(yōu)勢是有代價的。正如電子束熔化是一種技術要求嚴格的工藝一樣，TiAl是一種“臭名昭著”的難加工材料。之前，GE航空需要將TiAl葉片通過鑄造先形成毛坯料，然后通過CNC機加工將其加工成最終形狀。這一過程需要很長的交付時間來制造模具，而通過EBM工藝，GE可以縮短葉片加工的流程。此外，GE還對材料進行了定制，并探索出自己的加工工藝，通過調(diào)節(jié)層厚度和加工速度，以避免產(chǎn)生殘余應力。

FAA認證

      在研究商用噴氣發(fā)動機的生產(chǎn)過程中，最終你會看到一只死鳥從射入旋轉(zhuǎn)風扇葉片的視頻片段。這個例子是在俄亥俄州皮布爾斯的GE航空工廠進行的測試，GE9X（以及所有商用飛機發(fā)動機）的認證是與FAA一起完成的，而不是提交給FAA。這對于FAA能夠加速認證過程，并推動增材制造的快速發(fā)展至關重要。

GE9X是GE航空首次將多種材料用于航空應用中，3D打印技術在GE9X上獲得了大幅度應用?，F(xiàn)在GE正在開發(fā)一個真正的工業(yè)化基地，并創(chuàng)建一系列相關標準。

這些標準不僅幫助GE控制多個生產(chǎn)基地生產(chǎn)的標準，還有助于GE控制多個原材料供應商，換句話說，這些標準就是為增材制造提供真正產(chǎn)業(yè)化的基礎。