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第10万个下线!GE航空3D打印燃料喷嘴批量化生产新里程碑

第10万个下线!GE航空3D打印燃料喷嘴批量化生产新里程碑

2021年8月20日,GE 航空增材制造中心最近实现了一个关键的里程碑,他们生产的第10万个3D打印发动机燃油喷嘴下线。了不起的是,这些燃油喷嘴是完全用金属3D打印的方式生产的,而且已经达到了10万级的生产规模,这在以前是不可想象的。GE 航空奥本工厂从2015年开始生产飞机发动机的燃油喷嘴,在2018年10月,GE航空庆祝了第3万个3D打印燃料喷嘴成功出货。如今,三年时间过去,GE航空又生产了7万个3D打印燃油喷嘴,使得总数达到了10万个。

这对3D打印行业来讲意义重大,也打破“3D打印不能用于批量生产”的魔咒。通用电气航空的增材制造总经理Eric Gatlin补充说:"3D打印技术有一个光明和令人兴奋的未来。"

3D打印的飞机发动机喷嘴是干什么用的?

      GE航空所3D打印的燃油喷嘴是用于LEAP发动机中,根据不同的发动机型号,每台发动机需要安装18或19个燃料喷嘴。在2016年喷嘴获得飞行认证后,LEAP发动机订单在2017年巴黎航展上累计超过14,000架, 也就是最少需要25万个燃油喷嘴。

LEAP是由GE与法国赛峰(Safran)集团各出资50%组建的合资企业CFM研制的新一代航空发动机,具有更好的燃油经济性和更低的二氧化碳排放量,现已广泛用于波音737、空客A320、以及我国的C919等单通道客机。在2014年,由于改用了3D的燃油喷嘴,其性能得到了进一步提升(能更高效地混合与注入燃料)。

之后,在奥本生产的燃料喷嘴被逐步安装在LEAP 发动机上,发动机于2016年投入使用,并在今年突破了1000万飞行小时。该机队为运营商提供的燃油效率比上一代发动机高15%。

为什么要用3D打印技术生产燃油喷嘴?

GE航空之所以改用3D打印技术生产燃油喷嘴,是因为新的设计方案和制造工艺已经全面得到了验证,并全面超越了传统的制造方式。

将传统的双环预混悬流与LEAP 3D打印燃油喷嘴进行对比之后,你会发现在几大指标方面的表现:

● 将原本需要20个零件组装的燃油喷嘴,直接设计成1个零件,一次打印成形;

● 由于零件减少,重新设计,重量减轻了25%;

● 制造的成本降低了30%;

● 部件寿命延长了5倍;

● 库存降低了95%;

在这样的碾压式优势之下,GE航空没有理由不使用3D打印技术去代替传统技术。

GE航空的3D打印燃油喷嘴给我们带来什么启示?

GE航空的3D打印批量生产案例,可以说给3D打印技术的规模化应用带来了信心,3D打印是可以用于规模化生产的。

当然,也需要找到对的应用场景,还需要通过创新的设计来充分发挥3D打印技术的优势。同时,还能具有一定的成本优势。我们至少需要从5个维度来思考这个问题,如果在性能、效率、成本、寿命、认证这5个维度上都具有优势,那么3D打印就能够完全替代传统的生产工艺。如果在其中一部分维度上存在优势,那么也就只能部分替代。

△工艺对比的5个维度示意图,不代表具体情况

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