GE Additive推出新的粘合劑噴射3D打印機(jī)Series 3：技術(shù)和規(guī)格

2022年10月22日，南極熊獲悉，美國(guó)通用電器的3D打印部門(mén)GE Additive，宣布推出新的粘合劑噴射3D打印設(shè)備Series 3。該設(shè)備可以3D打印復(fù)雜的小型和大型零件，具有超過(guò)鑄造類(lèi)似產(chǎn)品的出色材料性能。

△GE Additive的Series 2 Beta和Series 3 3D打印機(jī)并排工作

據(jù)該公司稱(chēng)，Series 3能夠更普遍地克服粘合劑噴射所面臨的問(wèn)題：生產(chǎn)大型零件。通常，對(duì)于粘合劑噴射工藝來(lái)說(shuō)，大的印刷品可能會(huì)變得太重，從而導(dǎo)致塌陷。燒結(jié)對(duì)于任何尺寸的零件來(lái)說(shuō)都是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，而對(duì)于超大尺寸的部件來(lái)說(shuō)，很難預(yù)測(cè)和成功完成燒結(jié)。

△GE Additive位于俄亥俄州辛辛那提的3D打印工廠的外部

關(guān)于粘合劑噴射成形技術(shù)
它是一種通過(guò)噴射粘合劑使粉末成型的增材制造技術(shù)。和許多激光燒結(jié)技術(shù)類(lèi)似，該技術(shù)也采用粉床（powder bed）作為基礎(chǔ)。但不同的是，該技術(shù)使用噴墨打印頭將粘合劑噴到粉末里，從而將一層粉末在選擇的區(qū)域內(nèi)粘合，每一層粉末又會(huì)同之前的粉層通過(guò)粘合劑的滲透而結(jié)合為一體，如此層層疊加制造出三維結(jié)構(gòu)的物體。

△粘合劑噴射技術(shù)（Binder Jetting）工作示意圖

GE在3D打印行業(yè)
在過(guò)去的十年中，GE逐漸在3D打印領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟，從最初通過(guò)收購(gòu)3D打印公司Arcam、Concept Laser 和Morris Technologies來(lái)實(shí)現(xiàn)的。除了繼續(xù)銷(xiāo)售前兩家公司的機(jī)器外，GE還利用它們的能力在該公司的GE Additive 和GE Aerospace業(yè)務(wù)中進(jìn)行創(chuàng)新。

在實(shí)踐中，該公司的工程師們，正在探索發(fā)動(dòng)機(jī)可以在3D打印技術(shù)中收益的領(lǐng)域，皆在開(kāi)發(fā)GE尖端3D打印燃料噴嘴等部件。據(jù)悉，這家跨國(guó)公司已經(jīng)制造了超過(guò)14萬(wàn)個(gè)3D打印組件，并且這些組件的燃油效率比標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品高15%。

GE的GE90、GE9X和Catalyst發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)在還配備了3D打印元件，從傳感器支架到行星齒輪箱(PGB)等部件以及結(jié)構(gòu)性更強(qiáng)的飛行關(guān)鍵部件，反映了該公司對(duì)于持續(xù)研發(fā)3D打印技術(shù)的進(jìn)展。

在其它地方，通用電氣自2016年以來(lái)一直在尋求開(kāi)發(fā)自己的粘合劑噴射技術(shù)，并與康明斯、西屋制動(dòng)和山特維克等公司合作拓展其能力。據(jù)該公司稱(chēng)，通過(guò)合作使該公司能夠以“安全擴(kuò)展所需的成本和質(zhì)量” “識(shí)別、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)”某些應(yīng)用程序，并滿足工業(yè)、批量制造的需求。

△GE Additive 3D打印工廠內(nèi)部

Series 3粘合劑噴射3D打印設(shè)備的特點(diǎn)
GE Additive聲稱(chēng)，Series 3的構(gòu)建體積為500 x 500 x 500 mm，可以重復(fù)且可靠地生產(chǎn)“超過(guò)鑄造等效物”的零件，同時(shí)獲得小于500 μm的通孔直徑和壁厚。已成功生產(chǎn)重達(dá)25公斤的不銹鋼制品（但不限于），沒(méi)有已知的最大壁厚限制。該打印機(jī)的制造還考慮到了可維護(hù)性，因此可以輕松修復(fù)磨損的噴嘴或打印機(jī)。另外，它也是一個(gè)開(kāi)放的材料系統(tǒng)。

在技術(shù)方面，基于GE的H1 Alpha和H2 Beta研發(fā)經(jīng)驗(yàn)而開(kāi)發(fā)，核心技術(shù)采用水基粘合噴射技術(shù)，它一層一層地被沉積在粉末床上。然后材料的水分蒸發(fā)，只留下半固體復(fù)合材料或“生坯”零件。

在此過(guò)程中，GE的機(jī)器通過(guò)類(lèi)似Arcam的系統(tǒng)送入粉末，然后將材料移動(dòng)到重新填充床的電動(dòng)螺旋推進(jìn)器上。Series 3的內(nèi)部傳送系統(tǒng)補(bǔ)充了這種快速重復(fù)工作流程，可以在該系統(tǒng)上裝載構(gòu)建盒，在其中打印零件，并自動(dòng)進(jìn)入后處理，從而提高利用率。

除了Series 3，GE Additive還推出了粘合劑噴射成形輔助設(shè)備，包括粉末和液體處理站，以及除粉系統(tǒng)。這些附件可以通過(guò)一系列管子連接，能夠通過(guò)氮?dú)鈴囊粋�(gè)腔體到另一個(gè)腔體輸送材料。這不僅使每個(gè)系統(tǒng)的氣氛保持惰性，而且可以快速、安全地回收粉末。

這套粘合劑噴射打印系統(tǒng)在發(fā)布前已經(jīng)經(jīng)歷過(guò)了長(zhǎng)達(dá)四年的客戶開(kāi)發(fā)、合作和測(cè)試，以確保其金屬粘合劑噴射技術(shù)，已為大批量生產(chǎn)環(huán)境做好準(zhǔn)備。

雖然 Series 3最初是為了滿足GE的內(nèi)部鑄件生產(chǎn)需求而開(kāi)發(fā)的，但該公司也在汽車(chē)制造領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)了市場(chǎng)商機(jī)。因此，該系統(tǒng)現(xiàn)在具有更廣泛的使用空間，預(yù)計(jì)交付時(shí)間定于2023年開(kāi)始。

△GE Additive采用粘合劑噴射技術(shù)生產(chǎn)的一組零件

技術(shù)規(guī)格
技術(shù)         粘合劑噴射
粘合劑        水基（可根據(jù)應(yīng)用定制）
構(gòu)建體積         500×500×500mm
特征精度         小于500μm
容量         打印重量大于25公斤
監(jiān)控                獨(dú)立的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)
軟件         GE Additive Amp