作为高速发展的新兴制造技术，3D打印已应用于航空、航天、军工、医疗等多个高附加值产业中，备受全球制造商青睐。如美国通用电气公司（GE）就一直深耕于增材制造领域（即“3D打印“），并成功制造出飞机发动机、燃气轮机、医疗器械以及其他相关机器的零部件。此次，GE更是尝试用3D打印制造了4个引气部件，取得了成本和时间“双丰收”，更为旗下GE航空再添一大发展助力！

增材制造优势明显，通用电气（GE）航空与GE增材携手试水3D打印

大多数制造商都难以在已经支付了铸模费用后，会放弃使用熔模铸造（investment casting）而转变为增材制造。因为一旦拥有铸模，量产部件只要按部就班生产即可。然而GE的创新永不止步，利用全新的3D打印技术，打起了想要更高效的“小算盘”，并取得了初步成功。

传统铸造的制作过程是：选定形状——制作铸模——熔炼金属——进模定型——完成成品，熔模铸造在铸造工艺中属上乘，适合十分精密、轻薄的部件制造，然而其制作铸模的过程十分复杂，也导致模具比其他铸造工艺要更加昂贵。

GE航空和GE增材制造的双双联手，证明了金属增材制造能在价格上和传统铸件一较高下。利用增材制造，工程团队预计能将4个引气部件的制造成本降低高达35%。另外，从选定目标部件到3D打印出最终原型，这一过程仅用了10个月。通常，使用铸造工艺生产这些零件需要12-18个月甚至更长的时间。

更惊喜的是，这是GE团队首次发现利用金属3D打印更换部件比铸造工艺还具有成本优势，并通过外部供应商比价得到证明。第一次进行这样的零件更换项目，就取得了成本上的“大丰收”，足以给行业带来令人欣喜的变化。

通用电气（GE）航空迈出大胆变革第一步，3D打印实验接连取得成功

说到增材制造的成功，其中颇为闻名的，要属GE航空LEAP飞机发动机的3D打印燃油喷嘴。

大胆创新，细心研发，GE团队的工程师成功将20种零件及其加工和组装步骤整合到单一结构中，得到了一个没有浪费、复杂精密、用时精简且减重约25%的工业“艺术品”，并成功实现量产，成为缔造LEAP传奇中不可或缺的重要一环。

GE最新的Catalyst涡桨发动机则是另一个高效佐证，工程师们将855个零件整合为10个3D打印部件，让发动机的重量减轻5%，并将单位燃油消耗降低1%。这项工艺的成熟运用让团队在短短两年时间内将梦想化为现实，而在以前，从设计到应用通常都需要耗时两倍，最久可达十年。

LEAP和Catalyst的成功经验都证明，通过零件整合、减少组装，GE航空可以在发动机制造环节节省大量时间和价格成本，也成为迈向下一步的起点。

吸取成功经验，通用电气（GE）团队制作引气部件水到渠成

熟悉的机器和熟悉的材料给团队带来先机，这次团队使用的是GE增材制造最新型的Concept Laser M2 Series 5双激光机器。它透过两台4百瓦或1千瓦输出功率的激光器，在21,000立方厘米的加工仓里高效地打印出质量稳定的成品，大幅降低生产成本和产品开发时间。

选取什么样的零件也有大学问。

增材制造很适合制造复杂部件，例如带有内流道的零件；又因省去了铸模等的前期准备，打印简单几何形状的零件也十分高效。从零件尺寸、形状、功能到后期加工潜力，结合工程师过去的经验，团队最初选取了180个可以通过3D打印节省成本的铸造零件，再逐个核对每个零件的投资回报率，最终确定了4个LM9000航改燃机引气系统的适配器盖。

LM9000航改燃机为GE航空与贝克休斯共同研发的、专门针对液化天然气生产需求而设计的新型航改燃气轮机。这4个零件尺寸一致，直径约89mm，高约152mm，由钴铬合金制成，用来处理来自燃机压缩机部分的热压缩空气。

从制造角度来看，它们都是基础的几何形状，并拥有类似的功能。团队认为M2一次能打印3个零件，但工程师们很快重新设计了版面，将数量增至4个，进一步提高了生产率。通过模拟测试与分析，团队还证明了这些零件的性能与它们所替换的铸件相同。他们为每次打印制作了测试棒，以便技术人员测量每次生产运行的完整性。

与以往利用零件整合来减少组装从而降低大量成本不同，此次3D打印的零部件完全基于原本的铸造模型，没有任何的设计更改，并且在生产速度上相当迅速。这标志着GE航空首次严格按照成本将零件生产从熔模铸造升级为增材制造。这一成果让未来通过3D打印更多的发动机零部件提供了新的契机。

突破传统生产模式，通用电气（GE）航空未来潜力无限

现实中，航空公司往往会在发动机使用寿命内替换大量零件，如果只剩少量备件，而供应商计划停产某种材料，就会为航空公司的正常运营带来很大挑战。因此，在备件耗尽前提出有效的替换方案，并在短时间内创造出可靠的零件至关重要。 

出于这样的实际考量，GE的工程师们一直努力尝试着，想要突破传统生产模式，毕竟，能为航空业进行熔模铸模的供应商屈指可数。如果能以更低的成本制造3D打印部件，那么就能节约成本，并避免未来可能增加费用。

在未来，人力资源将成为整个社会中最短缺、最昂贵的资源，而3D打印技术正是能解决这一难题的强大工具。美国通用电气公司（GE）未雨绸缪，提前布局并不断深耕增材制造领域，取得了不俗的成绩。未来，GE航空将持续利用这种高性价比，高质量，又能有效降低未来备件供应链中风险的新兴科技，制作出更多潜力无限的航空部件，为自身发展增添助力，发掘更多可能！

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