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GE Additive借新金屬3D列印系統在12周內提供噴氣發動機部件原型

GE工程師團隊表示, 它能夠3D列印和測試30個足球大小的噴氣發動機部件的原型, 並在短短的12周內使用粘結劑噴射技術創建最終版本。 該公司表示, 使用傳統的鑄造工藝需要花費數年的時間。

GE第一個關於其令人難以置信的快速金屬3D列印系統的思考是在2017年12月, 當時公司發佈了其新的H1 3D印表機原型的第一張照片。 原型系統只花了47天的時間就完成了這一工作, 其靈感來自于噴氣發動機部件成功使用了使用粘合劑噴射技術。

粘合劑噴射技術使用粘合劑材料將金屬粉末顆粒粘合成特定的形狀和結構。 該工藝與鐳射燒結工藝明顯不同, 鐳射燒結工藝使用雷射光束熔化金屬粉末和熔合層, 直到形成一個形狀。

粘合劑噴射技術就其本身而言將特定的(和專有的)粘合劑材料沉積到平整的金屬粉末的列印床上, 這使得金屬顆粒在施加膠水的任何地方粘在一起。

一層一層重複, 直到所需的結構(由三維模型確定)完成。

顯然, 與鐳射燒結金屬粉末相比, 沉積粘合劑的耗時更少, 正如GE聲稱的那樣, 其粘合劑噴射3D印表機比鐳射系統列印“速度至少快10倍”。 而且, 它也能夠生產更大的零件。

新機器的另一個關鍵優勢。 據報導, 只需要47天的時間就可以製造出來-比使用鐳射的3D印表機耗能少。 GE Global Research資深科學家、粘合劑噴射專案技術負責人Arunkumar Natarajan解釋說:“我們不是在金屬粉末床上放置高功率雷射器, 而是沉積粘合劑膠。 ”

“我們憑藉GE研究實驗室的深厚材料和化學專業知識, 開發出一種特殊的粘合劑, 這是該過程成功的核心。 我們對活性炭噴嘴的概念感到非常興奮, 因為相對於其他3D列印技術和傳統的製造技術,

新技術有機會提供更快速的列印更多的零件。 ”他補充說。

該技術唯一的缺點(與鐳射3D列印相比)是, 列印的部件需要更多的後處理。 也就是說, 由於金屬顆粒被簡單地粘合在一起, 所以列印物體仍然相對較為脆弱, 必須在工業級烘箱中固化以使金屬顆粒適當地融合在一起。

儘管如此, Natarajan說, 即使進行了額外的後處理, 該技術仍然比競爭對手具有許多優勢, 甚至有潛力主導鑄造業。 他說:“我們已經成功地使用這種先進的粘合劑噴射工藝列印了幾個複雜的金屬測試部件。 ”

通用電氣公司最近在粘合劑噴射技術方面取得的成就涉及3D列印CFM國際公司LEAP噴氣發動機元件的各種(超過30個)原型。 鑒於需要多年的工程師才能設計和驗證原始發動機部件, 新部件在短短三個月內就使用新的3D列印技術進行了多次設計、反覆運算和測試。

GE航空公司的首席工程師Ray Martell說:“由於嚴格的合金要求和複雜的幾何形狀, 製造這種流道部件非常困難。 粘合劑噴射3D印表機能夠在具有成本優勢的傳統工藝下迎接這些挑戰。

3D列印噴氣發動機項目由GE全球研究公司的添加劑平臺負責人Martell和Ken Salas領導。 他們表示, 該計畫的結果是有希望的, 因為他們認為可以很容易地擴大批量生產。 通用電氣甚至聲稱, 粘合劑噴射技術可以為LEAP節省數千萬美元的成本。

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