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危机即机遇: 对4种陆地/海洋涡轮叶片部件的金属增材制造的评价

文章和图片来源:        时间:2021.11.05        点击率: 320

  随着新冠正在席卷全球,GE Additive和GE Aviation的决策者召开紧急会议。这一场疫情的影响范围如此之大,以至GE Aviation工厂停产,外部供应商也就哪些产品需要停产做出艰难决定。

  在会议上,服务人员、设计工程师和增材制造工程师开始思考如何以不同的方式行事,如何在世界发生天翻地覆的变化下对他们的发动机项目产生积极的影响。因此来自陆地和海洋涡轮机的四个叶片零件的生产由铸造转向金属增材制造。

  尽管GE在金属3D打印方面享有盛名,但正如GE Additive的技术支持工程负责人Steve Slusher所解释的,这并非该公司轻率的决定。

  Steve Slusher

  Steve Slusher表示:“将现有产品线上的传统制造零件转换为增材制造的因素可能是成本问题,可能是供应商不再提供生产零件,也可能是当前流程存在产量问题。”

  在这种情况下,它涉及到各个方面。该项目源于一个采购问题,但很快成本成了主要问题。为向Baker Hughes提供LM9000陆地和海洋涡轮机的零件,GE在Concept Laser M2机器上一次打印四个零件,所有零件直径约为3.5英寸,高度约为6英寸。GE能够使每个零件的机器工作时间达到一个理想状态,并确保这些零件具有成本竞争力。此外,这些零件均是一对一的替换,没有进行任何重新设计或零件合并。而采用铸件的设计进行3D打印,不仅在质量上有保证,在生产速度上更是超越铸造。它们都是垂直制造的,四个零件中仅两个需要支撑结构,这有助于确保从精密铸造转变为增材制造的无缝过渡。

  “对于一个增材制造零件来说,这听起来几乎难以置信,从铸件本身的模型开始,在内部构建这些模型,并对其进行加工,我们几乎没有发现任何基于几何形状的不符合项。” GE Aviation奥本工厂的高级项目经理兼项目主管Jeff Eschenbach表示,“设计部门确实想做一些调整,使其满足他们的设计需求,但不是全盘改变,对此我们能够适应,并准确地打印他们想要的东西。”

  Eschenbach被认为是GE Aviation在阿拉巴马州奥本工厂将增材制造零件投入大批量生产的第一个接触点。该设施是GE Aviation的高容量增材设施,其应用程序在其他地方开发,并在被认为可以投入生产时移交给奥本团队。此后的许多其他零件也是如此,包括这些涡轮机的排气零件。

  由于现场的其他大部分生产都暂停了,项目团队在后处理、检查和完成的进展要快得多。他们在10个月内完成了这项工作,而使用铸造工艺生产涡轮机零件则需要长达18个月,项目成本削减约35%。

  Slusher表示:“危机即机遇。”