发力增材制造，GE把钱都花哪了？
导读：作为多年来一直享誉世界的全球科技巨头之一，GE的每笔投资都备受关注。在当今这个高新技术快速发展的时代...
导读： 作为多年来一直享誉世界的全球科技巨头之一，GE的每笔投资都备受关注。在当今这个高新技术快速发展的时代，作为老一代科技公司的领导者，GE也必须要快速适应时代，适应国际市场的全新需求。
作为多年来一直享誉世界的全球科技巨头之一，GE的每笔投资都备受关注。在当今这个高新技术快速发展的时代，作为老一代科技公司的领导者，GE也必须要快速适应时代，适应国际市场的全新需求。因此，GE公司的全面转型成为人们当下热切关注的话题。下面，就让我们一起走近GE，走近这家伫立于世界科技之林长达百年的老牌科技企业！
GE欲用3D打印技术打造新一代“万能工厂”
当一家公司大到像通用电气（GE）这样的程度时，进行变革或者改变方向就变成了一项非常具有挑战性的任务。但是，在从传统制造到3D打印的转换过程中，GE表现出了前所未有的决心和行动力，并一直走在世界的前列。2015年，该公司设在印度Chakan的3D打印工厂开始运营，这也是GE计划中的众多“多模态（Multi-Modal）”工厂的第一家。该公司希望从此开始彻底改变自己产品的制造方式。印度的这家3D打印工厂最大的特点是其灵活性，无论是制造什么、如何制造以及使用什么技术都很灵活。
这一切都始于一个燃料喷嘴，这是任何液体燃料发动机上都需要的关键部件，它主要负责将燃料喷入发动机，使其在里面燃烧并推动发动机运转。不用说，燃料喷嘴必须要耐用，而且对其本身的几何形状要求非常严格才能够以正确的速度精准地喷射燃料。最重要的是，它还要能够承受极端的高温，即高达3000华氏度的平均温度。由于其重要性和复杂性，这种喷气发动机的燃料喷嘴就成了可以通过3D打印技术来重新设计和制造的理想部件。
目前，GE的LEAP发动机已经获得超过8000台的订单，销售额高达800亿美元。据了解，每台LEAP发动机上配备着19个3D打印的燃油喷嘴。LEAP发动机将被安装在下一代飞机像空客A320neo、波音737 MAX和波音777X上面。尽管GE旗下的许多工厂都有金属3D打印的能力，但是没有一家工厂有能力进行如此大规模的3D打印制造。这也是GE投资2亿美元在印度建设该3D打印工厂的原因。据悉，在Chakan的这家“多模态”工厂被设计为GE的“万能工厂”，即能够为GE范围广阔的业务制造任何完全不同的产品。它可以制造和组装石油天然气设备、航空航天设备、交通运输设备和配电设备，所有这些都在同一个工厂由同样的工人来完成。工人们将被训练为可以适应GE整个产品线的制造工作，他们将非常熟练、工作速度更快，而且错误更少。这不仅能够为GE节省数十亿美元，而且会让他们的公司更加灵活，对市场变化的反应更加敏捷。
当然，这种全新的工厂最核心的就是其增材制造技术。目前该工厂已经运行近一年的时间了，GE希望到2020年该工厂能够为其制造10万个下一代燃料喷嘴，并最终使GE具备每年制造超过44000个3D打印燃料喷嘴的能力。而在印度Chakan的这座3D打印工厂，预计将成为GE未来工厂的模板，可以为GE制造出任何需要的产品，甚至包括那些独一无二的设备和零部件；而且使其可以建造更少针对特定目的的专用工厂，这种工厂往往很容易过时而且利用效率低。
斥资4亿打造3D打印发展中心
据CATA的负责人Jennifer Cipolla介绍，CATA的成立，旨在希望3D打印能成为GE每个事业部的标准工具，通过共享设施，每个GE事业部可以分担费用，可以整合整个公司的力量，让3D技术更快发展，这样比各个事业部各自投资3D打印更有效率。尽管3D打印机能够打印非常复杂的燃料喷嘴，但是“大部分3D打印机尚未具备产业化生产”，GE正走在这一领域的前沿，突破界限，实现产业化。为此，CATA设置了一个“工业化实验室”。GE的各个事业部可把他们的3D设计带到实验室，指出如何加快从实验室到全面投产的过程。Cipolla和她的团队将会帮助GE的事业部优化3D设计，并模拟实际生产。
CATA配备有可对金属、沙子以及聚合物进行3D打印的机器。其中，直接金属激光融化设施(DMLM)，可以打印部件金属合金，且可批量化生产。沙子粘结喷射器则能够进行快速成型。它采用化学粘合剂及每层厚度为280微米的细砂，来打印铸造模具。当两种化学物质混合，它们开始进行放热反应，将砂子硬化成所需形状。随着时间的增长，沙模会变得越来越强，就像混凝土一样。此外，在打印聚合物时，打印机先用液态树脂打印第一层，然后借助紫外线将树脂进行快速硬化。它可同时打印四种不同的聚合物，其中包括一种支撑材料。聚合物可以进行不同材料的组合，以打印出不同材质和颜色的产品，“我们有一份配料单，让我们知道如何调配不同的聚合物”，工程师Ed Rowley说，“它让我们能够创造丰富的产品，从弹性体到硬质塑料等”。
CATA位于匹兹堡一条新的高速公路出口，距离匹兹堡机场仅几分钟距离。曾经匹兹堡因为钢铁工业而繁荣，随着钢铁大厂的关闭，匹兹堡也一度衰落。现在匹兹堡专注于科学、研究和教育，又再度繁荣起来。这里有卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)，是研究机器人的好地方；谷歌、特斯拉汽车公司也在此设立办事处；全球最可持续的建筑位于菲普斯温室植物园(Phipps Conservatory and Botanical Gardens)中。
可为一个小镇供电的3D打印涡轮机
这种涡轮机紧凑的尺寸和可以快速启动、关闭的能力使得它很适合用于网格能量存储（grid storage）。与输出功率相当的蒸汽涡轮机相比，它的尺寸只有其大约十分之一，而且电热转化效率有可能高达50%。而基于蒸汽的系统电热转化效率通常在40%左右。前者之所以效率更好主要是因为其具有更好的传热性能，而且由于使用了超临界二氧化碳，与普通的蒸汽系统相比，减少压缩的需要。GE目前开发的这个原型是10兆瓦，不过该公司希望最终能够将其扩大到33兆瓦。
值得一提的是，研发团队在开发这个涡轮机的功能原型时，使用了3D打印技术。最终完成的这个功能原型大约150磅左右，听上去似乎很重，其实与同类设备相比已经是非常轻了。而且，除了效率更高之外，该技术还更加灵活——在网格存储的情况下，无论是太阳能、核能或者燃烧都可以驱动这一过程，只不过这些能量首先要通过融化的盐储存起来，然后再进行利用。虽然像这种热源也可以通过煮水来驱动蒸汽涡轮机，但是一般的蒸汽系统往往需要30分钟才能够启动，而二氧化碳涡轮机则只需一、 两分钟就可以启动完毕——这使它非常适合在用电需求高峰的时候满足现场发电需要。此外，GE的这个系统同样可能优于巨大的电池阵列。比如要增加该系统的容量或者延长其运行时间的话只需要增加储热的熔盐即可，而不是增加额外的巨型电池阵列。
GE Power首家3D打印工厂
GE正在电力行业引领制造方式的转型，而这家工厂的出现将点燃公司和行业的数字化工业革命。据称，AMW是GE Power首家先进制造工厂。该工厂将彻底GE Power设计、创造和改进产品的方式，并将成为GE能源电力业务——电力、新能源、石油天然气等——中开发先进制造工艺和快速原型部件的一个孵化器。从该工厂开发出的新技术和生产工艺，将会以前所未有的速度将最新、最好的产品提供给全球客户。
目前，先进制造增长全球蓬勃发展，最近的一项研究发现，仅在美国就有近2400万人受雇于先进制造业，创造了19%的GDP，而且通过供应链的传递作用，先进制造业的每个岗位都将支持着另外3.5个工作岗位。在40年前，GE在Greenville获得了一块34万平方英尺的土地，到现在该公司在这里已经拥有了接近170万平方英尺的工厂、办公室和实验室。目前GE在Greenvill拥有超过3200名员工，并在过去5年里向这里投资了超过5亿美元。
GE测试3D打印部件的GE9X发动机
1942年造出第一台喷气式发动机的GE公司如今已经在使用3D打印技术、计算机辅助设计和新材料来制造常规方法根本无法实现的部件。2015年的时候，该公司就曾经3D打印出一台完整可工作的喷气式3D打印机，尽管它只有橄榄球那么大。同一年，该公司3D打印的发动机温度感应器首次得到了美国联邦航空管理局（FAA）的批准。GE公司目前正在测试新的设计和制造方法，看如何可以纳入现有的产品线。
据悉，GE9X是为波音777X设计的，后者计划于2019年交付使用，预计将成为最有效的双引擎飞机。GE9X发动机的体型相当庞大，其直径达3.35米，可生成高达10万磅（45公吨）的推力，这个推力差不多是航天飞机主发动机推力的大约三分之一。此之外，每个GE9X发动机由16个碳纤维风扇叶片和19个3D打印燃油喷嘴组成。这些喷嘴的作用主要是向燃烧室内喷射燃料。这些一次性3D打印出来的喷嘴取代了用十几个部件焊接而成的常规喷嘴，导致其重量减轻了25%，燃油效率也增加了，并使其成为GE公司有史以来最安静的发动机。GE宣称，它已经获得了超过700台GE9X 发动机的订单，价值2900亿美元，预计将在2020年投产。
文章转自：OFweek 3D打印网
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