GE新的金屬3D打印系統(tǒng)為噴氣發(fā)動機部件提供原型
GE工程師團隊表示，它能夠3D打印和測試30個足球大小的噴氣發(fā)動機部件的原型，并在短短的12周內(nèi)使用改變游戲規(guī)則的噴槍技術(shù)實現(xiàn)最終版本。該公司表示，使用傳統(tǒng)的鑄造工藝需要花費數(shù)年的時間。
通用電氣公司第一個關(guān)于其令人難以置信的快速金屬3D打印系統(tǒng)的思考是在2017年12月，當(dāng)時公司發(fā)布了其新的H1 3D打印機原型的第一張照片。原型系統(tǒng)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(fā)動機部件成功使用了噴墨打印機。
粘合劑噴印技術(shù)使用粘合劑材料將金屬粉末顆粒基本上粘合成特定的形狀和結(jié)構(gòu)。該工藝與激光燒結(jié)工藝明顯不同，激光燒結(jié)工藝使用激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(shù)就其本身而言將特定的（和專有的）粘合劑材料沉積到金屬粉末的平整的床上，這使得金屬顆粒在施加膠水的任何地方粘在一起。這是一層一層重復(fù)，直到所需的結(jié)構(gòu)（由三維模型確定）完成。
顯然，與激光燒結(jié)金屬粉末相比，沉積粘合劑的耗時更少，正如GE聲稱其粘合劑噴射3D打印機能夠比激光系統(tǒng)打印“速度至少快10倍”。而且，它也能夠生產(chǎn)更大的零件。
新機器的另一個關(guān)鍵優(yōu)勢 - 據(jù)報道只需要47天的時間就可以制造出來 - 比使用激光打印機的3D打印機耗能少。 GE Global Research資深科學(xué)家，粘合劑噴射項目技術(shù)負(fù)責(zé)人Arunkumar Natarajan解釋說：“我們不是在金屬粉末床上放置高功率激光器，而是在紙上沉積粘合劑膠。”
“我們從GE研究實驗室的深厚材料和化學(xué)專業(yè)知識中脫穎而出，開發(fā)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，因為有機會提供更快速的打印更多的零件與其他添加劑，甚至傳統(tǒng)的制造技術(shù)。“他補充說。
該技術(shù)唯一的缺點（與激光3D打印相比）是，打印的部件需要更多的后處理處理。也就是說，由于金屬顆粒被簡單地粘合在一起，所以打印物體仍然相對較為脆弱，必須在工業(yè)級烘箱中固化以使金屬顆粒適當(dāng)?shù)厝诤显谝黄稹?/span>
盡管如此，Natarajan說，即使進行了額外的后處理，該技術(shù)仍然比競爭對手具有許多優(yōu)勢，甚至有潛力影響主導(dǎo)鑄造業(yè)。他說：“我們已經(jīng)成功地使用這種先進的粘合劑噴射工藝打印了幾個復(fù)雜的金屬測試部件。”
通用電氣公司最近在粘合劑噴射技術(shù)方面取得的成就涉及3D打印CFM國際公司LEAP噴氣發(fā)動機組件的各種（超過30個）原型。鑒于需要多年的工程師才能設(shè)計和驗證原始發(fā)動機部件，新部件在短短三個月內(nèi)就使用新的3D打印技術(shù)進行了多次設(shè)計，迭代和測試。
GE航空公司的首席工程師Ray Martell說：“由于嚴(yán)格的合金要求和復(fù)雜的幾何形狀，這種流道部件是制造難題。結(jié)合劑噴氣機能夠在傳統(tǒng)工藝的顯著成本優(yōu)勢下迎接這些挑戰(zhàn)。”
3D打印噴氣發(fā)動機項目由GE全球研究公司的添加劑平臺負(fù)責(zé)人Martell和Ken Salas領(lǐng)導(dǎo)。他們說，該計劃的結(jié)果是有希望的，因為他們認(rèn)為可以很容易地擴大批量生產(chǎn)。通用電氣甚至聲稱，噴射技術(shù)可以節(jié)省LEAP計劃數(shù)千萬美元。
編譯自：3ders.org
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