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通用电气高管谈3D打印技术各项突破

2016-07-26 11:35
龙凰
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   近日,通用电气(GE)全球研发中心副总裁兼技术总监ChristineFurtoss在一次演讲中阐述了当今的3D打印技术是如何取得从外科手术到喷气发动机零件的各项突破。在未来,3D打印模型的使用将超乎我们的想象。以下是她的讲话内容。

  想象有一天我们可以随时随地按需为复杂的机器打印真实的功能零件。换句话说,想象一下,在你想要的时间和地点为一个引擎打印一个关键零件变得如同用你的喷墨打印机在一张纸上打印那么简单。虽然这些在今天很难理解,但每天发生在3D打印领域里的惊人突破让我觉得这一天的到来比我们想象的还要早。

  今年六月,3D打印帮了手术室的外科医生一个很大的忙。借助病人癌变肾脏的3D打印模型,外科医生能以一个独特的视角去观察肿瘤的位置并在保留肾脏的同时去除肿瘤。这是3D打印使看似不可能的事情变为可能的一个强有力的例子。

  今年,GE成为首家给自己最新的用于窄体飞机的发动机CFMLEAP安装上3D打印燃料喷嘴的喷气发动机制造商。这是影响发动机的整体燃油经济性的一个关键部分,只要考虑一下燃料效率提高一个百分点就能为航空业潜在节省数十亿美元。通过3D打印,我们能设计和打印以其他任何方式不能制造的零件。这些CFMLeap发动机已经通过像波音(Boeing)和空客(Airbus)这样的客户的无数次的飞行测试。换句话说,这不是虚构的,是真实的,并且在今天已经发挥影响。

  从地面上的医院手术室到35000英尺高的商业空中交通,我们仅仅刚开始体验3D打印在诸如航空、医疗保健和能源等行业的应用。3D打印技术前所未有地打破了产品设计的限制,我们相信它还可以做更多。3D打印可以改变整个供应链和零件制造方式,经济模式可能完全被扰乱,但实现这两点将要求我们对建设、规模化、创新我们的方式的决心和投资必须提升到一个新的水平。

  上周,GE在其位于纽约北部的研究中心接待了两个重要机构,这两个机构是推动这场制造革命的中心。第一个是AmericaMakes,它是位于俄亥俄州扬斯敦(Youngstown)的美国国家增材制造研究所(theNational Additive Manufacturing Institute)的一部分,同时也是奥巴马总统的制造创新国家网络(National Networkfor Manufacturing Innovation,NNMI)的关键部分。第二个是3MF联盟,致力于为3D打印行业建立一个标准的分享和使用软件文件的格式。

  GE很自豪能成为这两个机构的行业合作伙伴。会面时,我们讨论了正在进行的工作,同时也探索了实现3D打印从不断突破到全面革命的下一个巨大飞跃的关键,我相信这真的可以归结到在机器、材料和软件三个关键领域取得技术进步。

  更快的3D打印机,更大的零件

  我们先从机器开始。今天,3D打印机能以可靠且可重复的方式生产零件。

  在金属方面,直接金属激光熔融(DMLM)或烧结技术——激光在金属粉末床上一层层烧结出零件的形状——可以非常可靠地制造出像燃料喷嘴这样的更小、更复杂的设计。我们在以下三个地方有几台DMLM打印机:位于纽约尼什卡纳(Niskayuna)的研究实验室、位于匹兹堡的花费了4000万美元的新的增材技术进步中心(CenterforAdditiveTechnologyAdvancement)、GE航空(GEAviation)的位于阿拉巴马州奥本(Auburn)的花费了5000万美元的3D打印生产工厂。

  现在的关键挑战是使机器可以更快地打印并生产更多种类和更多尺寸的零件。生产速度和零件尺寸方面的限制妨碍了3D打印技术的广泛使用。

  新材料配方手册

  随着机器的改进,我们也希望能扩大3D打印材料的范围。今天,GE正致力于为3D打印开发一些新的金属材料。在未来,我们想要创建一个数十种,甚至数百种的材料的数据库。材料的功能一直深刻地影响着产品性能,为了加快我们的理解,我们已经在GE的全球研究中心(GlobalResearch)创建了一个新的增材材料实验室(AdditiveMaterialsLab)来为增材材料编写配方手册。

  软件——关键的行业加速器

  最后,软件将是3D打印行业发展的另一个主要的加速器,这在新组件的设计和开发方面显得尤其明显。包括GE在内的许多公司已经转向云计算和开放的众包平台来促进软件方面的知识以及创造新的、更好的设计。通过诸如那些由GrabCAD、NineSigma等赞助的论坛,更多的人可以接触到这些平台,从而参与设计、产品开发和传播好想法。

  通过软件提供的数字连接,我们也将能更好地把3D打印的关键利益相关者融入一个更具凝聚力的生态系统。这也许是决定革新性的3D打印将成为何样的最关键的因素。我们需要发展生态系统来真正地推动3D打印从各种突破到全面革命的转变。

  当我们可以像2D打印一样按需3D打印复杂的金属零件时,全面革命的那一天就已经到来了。

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