第10萬個下線！GE航空3D打印燃料噴嘴批量化生產(chǎn)新里程碑

2021年8月20日，南極熊獲悉，GE 航空增材制造中心最近實(shí)現(xiàn)了一個關(guān)鍵的里程碑，他們生產(chǎn)的第10萬個3D打印發(fā)動機(jī)燃油噴嘴下線。了不起的是，這些燃油噴嘴是完全用金屬3D打印的方式生產(chǎn)的，而且已經(jīng)達(dá)到了10萬級的生產(chǎn)規(guī)模，這在以前是不可想象的。

南極熊依然記得，GE 航空奧本工廠從2015年開始生產(chǎn)飛機(jī)發(fā)動機(jī)的燃油噴嘴，在2018年10月，GE航空慶祝了第3萬個3D打印燃料噴嘴成功出貨。如今，三年時間過去，GE航空又生產(chǎn)了7萬個3D打印燃油噴嘴，使得總數(shù)達(dá)到了10萬個。

這對3D打印行業(yè)來講意義重大，也打破“3D打印不能用于批量生產(chǎn)”的魔咒。

通用電氣航空的增材制造總經(jīng)理Eric Gatlin補(bǔ)充說："3D打印技術(shù)有一個光明和令人興奮的未來。"


3D打印的飛機(jī)發(fā)動機(jī)噴嘴是干什么用的？

GE航空所3D打印的燃油噴嘴是用于LEAP發(fā)動機(jī)中，根據(jù)不同的發(fā)動機(jī)型號，每臺發(fā)動機(jī)需要安裝18或19個燃料噴嘴。在2016年噴嘴獲得飛行認(rèn)證后，LEAP發(fā)動機(jī)訂單在2017年巴黎航展上累計超過14,000架， 也就是最少需要25萬個燃油噴嘴。

LEAP是由GE與法國賽峰（Safran）集團(tuán)各出資50%組建的合資企業(yè)CFM研制的新一代航空發(fā)動機(jī)，具有更好的燃油經(jīng)濟(jì)性和更低的二氧化碳排放量，現(xiàn)已廣泛用于波音737、空客A320、以及我國的C919等單通道客機(jī)。在2014年，由于改用了3D的燃油噴嘴，其性能得到了進(jìn)一步提升（能更高效地混合與注入燃料）。

之后，在奧本生產(chǎn)的燃料噴嘴被逐步安裝在LEAP 發(fā)動機(jī)上，發(fā)動機(jī)于2016年投入使用，并在今年突破了1000萬飛行小時。該機(jī)隊為運(yùn)營商提供的燃油效率比上一代發(fā)動機(jī)高15%。


為什么要用3D打印技術(shù)生產(chǎn)燃油噴嘴？

GE航空之所以改用3D打印技術(shù)生產(chǎn)燃油噴嘴，是因為新的設(shè)計方案和制造工藝已經(jīng)全面得到了驗證，并全面超越了傳統(tǒng)的制造方式。

將傳統(tǒng)的雙環(huán)預(yù)混懸流與LEAP 3D打印燃油噴嘴進(jìn)行對比之后，你會發(fā)現(xiàn)在幾大指標(biāo)方面的表現(xiàn)：

● 將原本需要20個零件組裝的燃油噴嘴，直接設(shè)計成1個零件，一次打印成形；

● 由于零件減少，重新設(shè)計，重量減輕了25%；

● 制造的成本降低了30%；

● 部件壽命延長了5倍；

● 庫存降低了95%；

在這樣的碾壓式優(yōu)勢之下，GE航空沒有理由不使用3D打印技術(shù)去代替?zhèn)鹘y(tǒng)技術(shù)。

GE航空的3D打印燃油噴嘴給我們帶來什么啟示？

GE航空的3D打印批量生產(chǎn)案例，可以說給3D打印技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用帶來了信心，3D打印是可以用于規(guī)模化生產(chǎn)的。

當(dāng)然，也需要找到對的應(yīng)用場景，還需要通過創(chuàng)新的設(shè)計來充分發(fā)揮3D打印技術(shù)的優(yōu)勢。同時，還能具有一定的成本優(yōu)勢。我們至少需要從5個維度來思考這個問題，如果在性能、效率、成本、壽命、認(rèn)證這5個維度上都具有優(yōu)勢，那么3D打印就能夠完全替代傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝。如果在其中一部分維度上存在優(yōu)勢，那么也就只能部分替代。

△工藝對比的5個維度示意圖，不代表具體情況