GE欲用3D打印技術(shù)打造新一代“萬能工廠”

　　當(dāng)一家公司大到像通用電氣(GE)這樣的程度時(shí)，進(jìn)行變革或者改變方向就變成了一項(xiàng)非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。但是，在從傳統(tǒng)制造到3D打印的轉(zhuǎn)換過程中，GE表現(xiàn)出了前所未有的決心和行動(dòng)力，并一直走在世界的前列。2015年，該公司設(shè)在印度Chakan的3D打印工廠開始運(yùn)營，這也是GE計(jì)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(chǎn)品的制造方式。印度的這家3D打印工廠最大的特點(diǎn)是其靈活性，無論是制造什么、如何制造以及使用什么技術(shù)都很靈活。

　　這一切都始于一個(gè)燃料噴嘴，這是任何液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)上都需要的關(guān)鍵部件，它主要負(fù)責(zé)將燃料噴入發(fā)動(dòng)機(jī)，使其在里面燃燒并推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。不用說，燃料噴嘴必須要耐用，而且對(duì)其本身的幾何形狀要求非常嚴(yán)格才能夠以正確的速度精準(zhǔn)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(dá)3000華氏度的平均溫度。由于其重要性和復(fù)雜性，這種噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴嘴就成了可以通過3D打印技術(shù)來重新設(shè)計(jì)和制造的理想部件。

　　“在GE開始這一項(xiàng)目之前，該噴嘴是由20個(gè)不同的部件組成的，它們都是從獨(dú)立供應(yīng)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(tuán)增材制造總經(jīng)理Greg Morris。

　　3D打印的燃料噴嘴

　　由此產(chǎn)生的結(jié)果是噴油嘴的20多個(gè)部件變成了一個(gè)，但是其中的管路、內(nèi)腔結(jié)構(gòu)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(shù)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(qiáng)度卻增加了5倍。作為GE下一代LEAP航空發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分，3D打印的燃油噴嘴最終能夠?yàn)槊考苁褂肔EAP發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)每年節(jié)省300萬美元。

　　目前，GE的LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)獲得超過8000臺(tái)的訂單，銷售額高達(dá)800億美元。據(jù)天工社了解，每臺(tái)LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)上配備著19個(gè)3D打印的燃油噴嘴。LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)將被安裝在下一代飛機(jī)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(jìn)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(shè)該3D打印工廠的原因。

　　在印度Chakan工廠中制造的風(fēng)機(jī)外殼

　　據(jù)悉，在Chakan的這家“多模態(tài)”工廠被設(shè)計(jì)為GE的“萬能工廠”，即能夠?yàn)镚E范圍廣闊的業(yè)務(wù)制造任何完全不同的產(chǎn)品。它可以制造和組裝石油天然氣設(shè)備、航空航天設(shè)備、交通運(yùn)輸設(shè)備和配電設(shè)備，所有這些都在同一個(gè)工廠由同樣的工人來完成。工人們將被訓(xùn)練為可以適應(yīng)GE整個(gè)產(chǎn)品線的制造工作，他們將非常熟練、工作速度更快，而且錯(cuò)誤更少。這不僅能夠?yàn)镚E節(jié)省數(shù)十億美元，而且會(huì)讓他們的公司更加靈活，對(duì)市場變化的反應(yīng)更加敏捷。

　　在印度Chakan工廠中制造的機(jī)車增壓器

　　當(dāng)然，這種全新的工廠最核心的就是其增材制造技術(shù)。目前該工廠已經(jīng)運(yùn)行近一年的時(shí)間了，GE希望到2020年該工廠能夠?yàn)槠渲圃?0萬個(gè)下一代燃料噴嘴，并最終使GE具備每年制造超過44000個(gè)3D打印燃料噴嘴的能力。而在印度Chakan的這座3D打印工廠，預(yù)計(jì)將成為GE未來工廠的模板，可以為GE制造出任何需要的產(chǎn)品，甚至包括那些獨(dú)一無二的設(shè)備和零部件;而且使其可以建造更少針對(duì)特定目的的專用工廠，這種工廠往往很容易過時(shí)而且利用效率低。