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GE在收購了 Morris Technologies 之后，在阿拉巴馬州的工廠(chǎng)采用選擇性激光熔化工藝大規模的生產(chǎn)噴氣發(fā)動(dòng)機的部件。GE通用航空決定將3D打印技術(shù)應用到 GE9X 發(fā)動(dòng)機的低壓渦輪葉片，該發(fā)動(dòng)機被運用于波音777系的后續機型。GE通用航空公司相信，3D打印技術(shù)已經(jīng)足夠成熟，他們將能在一年內制造出成千上萬(wàn)的燃油噴嘴，或者低壓渦輪葉片。
這些改變對航空航天制造業(yè)的影響是巨大的，因為3D打印不僅僅作為一種制造技術(shù)，更是創(chuàng )造了產(chǎn)品的附加值。為此，讓我們近距離走進(jìn)GE9X發(fā)動(dòng)機心臟，感受一下這場(chǎng)復雜的工程是如何一步一步搭建起來(lái)的。
除了應用選擇性激光熔化工藝制造渦輪葉片，GE還采用電子束熔融（EBM）技術(shù)，最初GE引進(jìn)這項工藝是由2013年收購的意大利Avio航空公司與瑞典的Arcam開(kāi)發(fā)的。即用電子束作為其能量源逐層融化金屬粉末。
渦輪葉片使用先進(jìn)的航空航天材料鈦鋁（TiAl）制造。這種材料比常用于低壓渦輪葉片的鎳基合金輕50％左右。使用由鈦鋁材料制成的葉片，整個(gè)低壓渦輪機的重量可以減少20％，是葉片理想的材料。
GE的工程師則使用3千瓦的電子槍加速電子束熔化粉末狀鋁化鈦。電子槍的功率比目前用于打印金屬零件的激光束強10倍，使得該公司能夠制造出比激光打印厚4倍以上的渦輪葉片。使得GE僅用一臺3D打印機72小時(shí)生產(chǎn)出八個(gè)渦輪葉片。
這些3D打印的GEnx發(fā)動(dòng)機葉片的性能和可靠性通過(guò)測試后，這些零部件將用于GE9X發(fā)動(dòng)機上，用于下一代777X新型噴氣發(fā)動(dòng)機。
事實(shí)上，不僅僅是GE9X發(fā)動(dòng)機，GE還將3D打印技術(shù)應用到了LEAP發(fā)動(dòng)機，GE90-94B發(fā)動(dòng)機，ATP發(fā)動(dòng)機上。
 噴油嘴2010年空客將GE生產(chǎn)的LEAP-1A發(fā)動(dòng)機作為A320neo飛機的選配，LEAP發(fā)動(dòng)機中帶有3D打印的燃油噴嘴。2015年5月19日，A320neo飛機首飛成功。裝有LEAP 發(fā)動(dòng)機的A320neo 獲得歐洲航空安全局（EASA）的認證和美國聯(lián)航空管理局(FAA)的認證。
噴油嘴的設計可以避免“開(kāi)鍋”，或者是油嘴部位積碳。 GE聲明該結構的噴油嘴幾何形狀只能通過(guò)增材制造的方法來(lái)生產(chǎn)。3D打印的燃油噴嘴不僅僅是一個(gè)整體式的部件，與上一代產(chǎn)品相比，重量還降低了25%，耐用性超過(guò)上一代產(chǎn)品的5倍。GE的工程師表示在噴氣式發(fā)動(dòng)機的研發(fā)中，復雜零件的研發(fā)成本是昂貴的，但是增材制造技術(shù)的進(jìn)入使成本有所下降，解除了多年來(lái)研發(fā)團隊為高昂的研發(fā)成本所承受的壓力。
GE稱(chēng)含3D打印零件的LEAP引擎為GE帶來(lái)了310億美金的訂單。 CFM國際公司是GE航空和賽峰飛機發(fā)動(dòng)機公司的合資公司，正在生產(chǎn)先進(jìn)的LEAP引擎，該引擎正在安裝在空中客車(chē)公司和波音新型的窄體商用客機上。發(fā)動(dòng)機上復雜的3D打印燃油噴嘴有助于LEAP燃料燃燒和排放減少15％。
傳感器
GE 的T25傳感器殼體得到了美國聯(lián)邦航空局的認證，這是GE 航空首個(gè)3D打印的金屬零部件。2015年4月T25傳感器殼體首次用在飛機發(fā)動(dòng)機中，目前已被安裝在超過(guò)400個(gè)GE90-94B發(fā)動(dòng)機中。該零部件處于飛機發(fā)動(dòng)機高壓壓縮機的入口處，T25 傳感器負責為發(fā)動(dòng)機控制系統提供壓力和溫度的測量數據。GE90-94B發(fā)動(dòng)機可以為波音777寬體飛機提供動(dòng)力。
3D打印技術(shù)使得GE的工程師對傳感器外殼的幾何形狀進(jìn)行優(yōu)化設計和生產(chǎn)，使外殼能夠更好地保護傳感器上的電子不受具有潛在破壞性的氣流和結冰的影響。GE 航空GE90/GE9X項目的負責人曾表示，通常使用鑄造等傳統制造方式研發(fā)這樣一個(gè)零部件需要幾年的時(shí)間，而3D打印技術(shù)的使用讓產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期縮短了一年的時(shí)間。
葉片及ATP發(fā)動(dòng)機核心部件
渦輪螺旋槳飛機通常為小型商業(yè)飛行器和個(gè)人飛機提供動(dòng)力，但這仍然代表著(zhù)數十億美元的市場(chǎng)。2016年，GE就已經(jīng)對一臺35%零部件都采用增材制造的演示驗證發(fā)動(dòng)機進(jìn)行了測試。該發(fā)動(dòng)機主要用于驗證增材制造技術(shù)在先進(jìn)渦槳（ATP）發(fā)動(dòng)機的適用性，ATP發(fā)動(dòng)機將為德事隆最新研制的Cessna Denali單引擎渦槳飛機提供動(dòng)力。
GE 3D打印的ATP飛機發(fā)動(dòng)機將在今年運行，這款發(fā)動(dòng)機為高級渦輪螺旋槳飛機（ATP）提供動(dòng)力，基于3D打印技術(shù)特點(diǎn)，設計師將855個(gè)獨立部件減少到12個(gè)，結果，超過(guò)三分之一的引擎是由3D打印完成的。
GE卡梅里工廠(chǎng)主要使用20臺Arcam設備。通過(guò)電子束融化鋁鈦（TiAl）合金，這比鎳基合金輕百分之五十。此外，工廠(chǎng)還嘗試打印GE9X發(fā)動(dòng)機低壓渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機的葉片?？防镏圃斓娜~片將被安裝到先進(jìn)的渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機部件（ATP-advanced turboprop engine）里面。
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