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GE在收購(gòu)了 Morris Technologies 之后，在阿拉巴馬州的工廠采用選擇性激光熔化工藝大規(guī)模的生產(chǎn)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的部件。GE通用航空決定將3D打印技術(shù)應(yīng)用到 GE9X 發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓渦輪葉片，該發(fā)動(dòng)機(jī)被運(yùn)用于波音777系的后續(xù)機(jī)型。GE通用航空公司相信，3D打印技術(shù)已經(jīng)足夠成熟，他們將能在一年內(nèi)制造出成千上萬(wàn)的燃油噴嘴，或者低壓渦輪葉片。
這些改變對(duì)航空航天制造業(yè)的影響是巨大的，因?yàn)?D打印不僅僅作為一種制造技術(shù)，更是創(chuàng)造了產(chǎn)品的附加值。為此，讓我們近距離走進(jìn)GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)心臟，感受一下這場(chǎng)復(fù)雜的工程是如何一步一步搭建起來(lái)的。
除了應(yīng)用選擇性激光熔化工藝制造渦輪葉片，GE還采用電子束熔融（EBM）技術(shù)，最初GE引進(jìn)這項(xiàng)工藝是由2013年收購(gòu)的意大利Avio航空公司與瑞典的Arcam開(kāi)發(fā)的。即用電子束作為其能量源逐層融化金屬粉末。
渦輪葉片使用先進(jìn)的航空航天材料鈦鋁（TiAl）制造。這種材料比常用于低壓渦輪葉片的鎳基合金輕50％左右。使用由鈦鋁材料制成的葉片，整個(gè)低壓渦輪機(jī)的重量可以減少20％，是葉片理想的材料。
GE的工程師則使用3千瓦的電子槍加速電子束熔化粉末狀鋁化鈦。電子槍的功率比目前用于打印金屬零件的激光束強(qiáng)10倍，使得該公司能夠制造出比激光打印厚4倍以上的渦輪葉片。使得GE僅用一臺(tái)3D打印機(jī)72小時(shí)生產(chǎn)出八個(gè)渦輪葉片。
這些3D打印的GEnx發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的性能和可靠性通過(guò)測(cè)試后，這些零部件將用于GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)上，用于下一代777X新型噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
事實(shí)上，不僅僅是GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)，GE還將3D打印技術(shù)應(yīng)用到了LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)，GE90-94B發(fā)動(dòng)機(jī)，ATP發(fā)動(dòng)機(jī)上。
 噴油嘴2010年空客將GE生產(chǎn)的LEAP-1A發(fā)動(dòng)機(jī)作為A320neo飛機(jī)的選配，LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)中帶有3D打印的燃油噴嘴。2015年5月19日，A320neo飛機(jī)首飛成功。裝有LEAP 發(fā)動(dòng)機(jī)的A320neo 獲得歐洲航空安全局（EASA）的認(rèn)證和美國(guó)聯(lián)航空管理局(FAA)的認(rèn)證。
噴油嘴的設(shè)計(jì)可以避免“開(kāi)鍋”，或者是油嘴部位積碳。 GE聲明該結(jié)構(gòu)的噴油嘴幾何形狀只能通過(guò)增材制造的方法來(lái)生產(chǎn)。3D打印的燃油噴嘴不僅僅是一個(gè)整體式的部件，與上一代產(chǎn)品相比，重量還降低了25%，耐用性超過(guò)上一代產(chǎn)品的5倍。GE的工程師表示在噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)中，復(fù)雜零件的研發(fā)成本是昂貴的，但是增材制造技術(shù)的進(jìn)入使成本有所下降，解除了多年來(lái)研發(fā)團(tuán)隊(duì)為高昂的研發(fā)成本所承受的壓力。
GE稱含3D打印零件的LEAP引擎為GE帶來(lái)了310億美金的訂單。 CFM國(guó)際公司是GE航空和賽峰飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)公司的合資公司，正在生產(chǎn)先進(jìn)的LEAP引擎，該引擎正在安裝在空中客車(chē)公司和波音新型的窄體商用客機(jī)上。發(fā)動(dòng)機(jī)上復(fù)雜的3D打印燃油噴嘴有助于LEAP燃料燃燒和排放減少15％。
傳感器
GE 的T25傳感器殼體得到了美國(guó)聯(lián)邦航空局的認(rèn)證，這是GE 航空首個(gè)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(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中，目前已被安裝在超過(guò)400個(gè)GE90-94B發(fā)動(dòng)機(jī)中。該零部件處于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓縮機(jī)的入口處，T25 傳感器負(fù)責(zé)為發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)提供壓力和溫度的測(cè)量數(shù)據(jù)。GE90-94B發(fā)動(dòng)機(jī)可以為波音777寬體飛機(jī)提供動(dòng)力。
3D打印技術(shù)使得GE的工程師對(duì)傳感器外殼的幾何形狀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，使外殼能夠更好地保護(hù)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(xiàng)目的負(fù)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(gè)零部件需要幾年的時(shí)間，而3D打印技術(shù)的使用讓產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期縮短了一年的時(shí)間。
葉片及ATP發(fā)動(dòng)機(jī)核心部件
渦輪螺旋槳飛機(jī)通常為小型商業(yè)飛行器和個(gè)人飛機(jī)提供動(dòng)力，但這仍然代表著數(shù)十億美元的市場(chǎng)。2016年，GE就已經(jīng)對(duì)一臺(tái)35%零部件都采用增材制造的演示驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了測(cè)試。該發(fā)動(dòng)機(jī)主要用于驗(yàn)證增材制造技術(shù)在先進(jìn)渦槳（ATP）發(fā)動(dòng)機(jī)的適用性，ATP發(fā)動(dòng)機(jī)將為德事隆最新研制的Cessna Denali單引擎渦槳飛機(jī)提供動(dòng)力。
GE 3D打印的ATP飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)將在今年運(yùn)行，這款發(fā)動(dòng)機(jī)為高級(jí)渦輪螺旋槳飛機(jī)（ATP）提供動(dòng)力，基于3D打印技術(shù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)師將855個(gè)獨(dú)立部件減少到12個(gè)，結(jié)果，超過(guò)三分之一的引擎是由3D打印完成的。
GE卡梅里工廠主要使用20臺(tái)Arcam設(shè)備。通過(guò)電子束融化鋁鈦（TiAl）合金，這比鎳基合金輕百分之五十。此外，工廠還嘗試打印GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片?？防镏圃斓娜~片將被安裝到先進(jìn)的渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)部件（ATP-advanced turboprop engine）里面。
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