揭秘GE的增材制造版圖布局

最近3d打印行業(yè)內(nèi)風(fēng)起云涌，尤其是之前南極熊在2016年9月報道”GE官方發(fā)布了對Arcam和SLM Solutions 這兩大著名金屬3D打印設(shè)備制造商的收購計劃“。就在一切尚未塵埃落定之前，GE再次宣布放棄SLM Solutions 并轉(zhuǎn)而收購另一家著名金屬3D打印設(shè)備制造商Concept Laser，這一舉措再次引起了人們對GE增材制造戰(zhàn)略布局的思考與熱議。

GE作為一家制造業(yè)巨頭，早在宣布這些收購計劃之前就已在增材制造領(lǐng)域經(jīng)營多年。我們知道，GE最著名的金屬3D打印應(yīng)用案例幾乎都是在航空航天行業(yè)，例如LEAP發(fā)動機中的3D打印燃油噴嘴。然而GE的所做的工作僅僅是購買3D打印設(shè)備生產(chǎn)某個復(fù)雜的航空零部件嗎？是否還有意義更深遠的布局，南極熊和大家來看看多年來GE在增材制造領(lǐng)域所做的工作分享給谷友們。

應(yīng)用、建立增材制造中心和收購鋪開GE的增材制造版圖

在航空零部件生產(chǎn)中的應(yīng)用
增材制造技術(shù)應(yīng)用在GE航空航天業(yè)務(wù)中的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在生產(chǎn)輕量化零部件，以及通過產(chǎn)品設(shè)計優(yōu)化和免組裝的整體式制造來提升航空零部件的性能。

3D打印的T25傳感器殼體

圖：GE T25傳感器外殼

2015年2月GE 的T25傳感器殼體得到了美國聯(lián)邦航空局的認證，這是GE 航空首個3D打印的金屬零部件。2015年4月T25傳感器殼體首次用在飛機發(fā)動機中，目前已被安裝在超過400個GE90-94B發(fā)動機中。該零部件處于飛機發(fā)動機高壓壓縮機的入口處，T25 傳感器負責(zé)為發(fā)動機控制系統(tǒng)提供壓力和溫度的測量數(shù)據(jù)。

3D打印技術(shù)使得GE的工程師對傳感器外殼的幾何形狀進行優(yōu)化設(shè)計和生產(chǎn)，使外殼能夠更好地保護傳感器上的電子不受具有潛在破壞性的氣流和結(jié)冰的影響。GE 航空GE90/GE9X項目的負責(zé)人曾表示，通常使用鑄造等傳統(tǒng)制造方式研發(fā)這樣一個零部件需要幾年的時間，而3D打印技術(shù)的使用讓產(chǎn)品開發(fā)周期縮短了一年的時間。

LEAP 發(fā)動機噴油嘴

圖：GE LEAP 發(fā)動機噴油嘴

2010年空客將GE生產(chǎn)的LEAP-1A發(fā)動機作為A320neo飛機的選配，LEAP發(fā)動機中帶有3D打印的燃油噴嘴。2015年5月19日，A320neo飛機首飛成功。裝有LEAP 發(fā)動機的A320neo 獲得歐洲航空安全局（EASA）的認證和美國聯(lián)航空管理局(FAA)的認證。

帶有3D打印燃油噴嘴的LEAP發(fā)動機目前已經(jīng)獲得了超過11,000個訂單，每個需要19個3D打印的噴嘴，GE為了滿足加工需求在Auburn, Alabama開設(shè)專門的增材制造工廠，預(yù)計到2020年將生產(chǎn)10萬個噴油嘴。增材制造已成為GE航空的長期戰(zhàn)略。

GE增材制造的負責(zé)人Greg Morris 曾對3D打印的燃油噴嘴評價到，GE為開發(fā)這款3D打印噴嘴花費了數(shù)年精力，它們是應(yīng)用在發(fā)動機燃燒室中的關(guān)鍵零部件，該零部件的成功為GE通過增材制造技術(shù)開發(fā)更多先進的零部件提供了豐富經(jīng)驗。

超越航空航天的應(yīng)用
雖然航空航天行業(yè)是增材制造技術(shù)應(yīng)用的主“戰(zhàn)場”，但是增材制造技術(shù)在其他工業(yè)領(lǐng)域也同樣能夠發(fā)揮出其商業(yè)價值，這其中包括GE所經(jīng)營的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，例如石油和天然氣業(yè)務(wù)。

2013年GE石油天然氣部門在意大利佛羅倫薩工廠開設(shè)了增材制造實驗室，在實驗室中安裝了粉末床金屬3D打印和設(shè)備，用于制造葉輪機零部件和先進合金零部件。

2016年5月，GE在其位于意大利Talamona 的石油天然氣工廠開設(shè)了一條增材制造零部件生產(chǎn)線。 該生產(chǎn)線的主要任務(wù)是通過以激光為基礎(chǔ)的增材制造技術(shù)制造燃氣輪機燃燒室。

GE 石油天然氣部門表示，最初增材制造技術(shù)是只是為NovaLT16 燃氣輪機的產(chǎn)品進行快速原型制造，在快速原型取得成功之后，GE 決定將該技術(shù)應(yīng)用在正式的生產(chǎn)中，通過3D打印技術(shù)來實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計的產(chǎn)品，并縮短零部件生產(chǎn)周期，提升零部件性能。

打造增材技術(shù)先進中心

圖：GE CATA

2016年4月GE在美國匹茲堡附近建立了增材制造先進中心（CATA），主要作用是在GE公司內(nèi)部全面推進增材制造技術(shù)的應(yīng)用，CATA的前期投資金額達3千9百萬美元。

CATA的理念與GE在之前投資2億美元建立的“精彩工廠”的理念類似，工廠的設(shè)備和電腦相互“溝通交流”，共享信息，為保證質(zhì)量和預(yù)防設(shè)備故障采取措施。工廠的生產(chǎn)線通過數(shù)字化的方式與供應(yīng)商、服務(wù)商、物流系統(tǒng)相連接，從而優(yōu)化生產(chǎn)。

CATA將同時服務(wù)于GE的航空、交通、電力、石油和天然氣業(yè)務(wù)。

對增材制造企業(yè)的收購
2012年11月GE收購MORRIS Technologies 以及其兄弟公司Rapid Quality Manufacturing（RQM），通過這次收購GE 給市場上傳達了進軍增材制造市場的雄心。

Morris Technologies和RQM是GE 航空、GE能源系統(tǒng)和GE全球研發(fā)中心的供應(yīng)商，早期商業(yè)化的應(yīng)用包括生產(chǎn)美軍軍用無人機中的輕量化零部件以及一些醫(yī)療3D打印產(chǎn)品，除此之外，Morris是GE著名的LEAP飛機引擎3D打印燃油噴嘴的合同制造商。

2013年8月GE 完成了對航空航天業(yè)務(wù)服務(wù)商Avio S.p.A的收購, 該公司是意大利領(lǐng)先的民用與軍用航空零部件和系統(tǒng)的供應(yīng)商。收購價格為43億美元，不包括Avio公司的太空業(yè)務(wù)單元。Avio的航空業(yè)務(wù)之后更名為Avio Aero,成為GE航空業(yè)務(wù)體系中的一員。

本次收購增強了GE 在機械傳動系統(tǒng)、低壓渦輪機、燃燒技術(shù)和自動化系統(tǒng)方面的實力。Avio Aero 是通過EMB 和粉末床金屬3D打印技術(shù)制造航空零部件的領(lǐng)導(dǎo)者，尤其在3D的打印渦輪葉片方面積累大量經(jīng)驗，2015年12月Avio Aero一次性購買了10臺Arcam 的EBM 3D打印設(shè)備，用于渦輪葉片的生產(chǎn)。此外，Avio Aero公司還研發(fā)適合增材制造的粉末材料。

南極熊認為，我們不難看到對這些公司的收購是GE 增強增材制造能力的一條捷徑。 而近期GE 對Arcam 和Concept Laser 的收購計劃，不僅是對GE 增材制造能力的補充，還將為GE 成為全球制造業(yè)的增材制造設(shè)備與材料的供應(yīng)商奠定基礎(chǔ)，請關(guān)注南極熊3d打印網(wǎng)。

來源：3d科學(xué)谷
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