GE高管談3D打印技術與全面制造革命
近日，通用電氣（GE）全球研發(fā)中心副總裁兼技術總監(jiān)Christine Furtoss在一次演講中闡述了當今的3D打印技術是如何取得從外科手術到噴氣發(fā)動機零件的各項突破。在未來，3D打印模型的使用將超乎我們的想象。以下是她的講話內容。
想象有一天我們可以隨時隨地按需為復雜的機器打印真實的功能零件。換句話說，想象一下，在你想要的時間和地點為一個引擎打印一個關鍵零件變得如同用你的噴墨打印機在一張紙上打印那么簡單。雖然這些在今天很難理解，但每天發(fā)生在3D打印領域里的驚人突破讓我覺得這一天的到來比我們想象的還要早。
今年六月，3D打印幫了手術室的外科醫(yī)生一個很大的忙。借助病人癌變腎臟的3D打印模型，外科醫(yī)生能以一個獨特的視角去觀察腫瘤的位置并在保留腎臟的同時去除腫瘤。這是3D打印使看似不可能的事情變?yōu)榭赡艿?/span>一個強有力的例子。
今年，GE成為首家給自己最新的用于窄體飛機的發(fā)動機CFM LEAP安裝上3D打印燃料噴嘴的噴氣發(fā)動機制造商。這是影響發(fā)動機的整體燃油經濟性的一個關鍵部分，只要考慮一下燃料效率提高一個百分點就能為航空業(yè)潛在節(jié)省數十億美元。通過3D打印，我們能設計和打印以其他任何方式不能制造的零件。這些CFM Leap發(fā)動機已經通過像波音（Boeing）和空客（Airbus）這樣的客戶的無數次的飛行測試。換句話說，這不是虛構的，是真實的，并且在今天已經發(fā)揮影響。
從地面上的醫(yī)院手術室到35000英尺高的商業(yè)空中交通，我們僅僅剛開始體驗3D打印在諸如航空、醫(yī)療保健和能源等行業(yè)的應用。3D打印技術前所未有地打破了產品設計的限制，我們相信它還可以做更多。3D打印可以改變整個供應鏈和零件制造方式，經濟模式可能完全被擾亂，但實現這兩點將要求我們對建設、規(guī)模化、創(chuàng)新我們的方式的決心和投資必須提升到一個新的水平。
上周，GE在其位于紐約北部的研究中心接待了兩個重要機構，這兩個機構是推動這場制造革命的中心。第一個是America Makes，它是位于俄亥俄州揚斯敦（Youngstown）的美國國家增材制造研究所（the National Additive Manufacturing Institute ）的一部分，同時也是奧巴馬總統(tǒng)的制造創(chuàng)新國家網絡（National Network for Manufacturing Innovation，NNMI）的關鍵部分。第二個是3MF聯(lián)盟，致力于為3D打印行業(yè)建立一個標準的分享和使用軟件文件的格式。
GE很自豪能成為這兩個機構的行業(yè)合作伙伴。會面時，我們討論了正在進行的工作，同時也探索了實現3D打印從不斷突破到全面革命的下一個巨大飛躍的關鍵，我相信這真的可以歸結到在機器、材料和軟件三個關鍵領域取得技術進步。
更快的3D打印機，更大的零件
我們先從機器開始。今天，3D打印機能以可靠且可重復的方式生產零件。
在金屬方面，直接金屬激光熔融（DMLM）或燒結技術——激光在金屬粉末床上一層層燒結出零件的形狀——可以非常可靠地制造出像燃料噴嘴這樣的更小、更復雜的設計。我們在以下三個地方有幾臺DMLM打印機：位于紐約尼什卡納（Niskayuna）的研究實驗室、位于匹茲堡的花費了4000萬美元的新的增材技術進步中心（Center for Additive Technology Advancement）、GE航空（GE Aviation）的位于阿拉巴馬州奧本（Auburn）的花費了5000萬美元的3D打印生產工廠。
現在的關鍵挑戰(zhàn)是使機器可以更快地打印并生產更多種類和更多尺寸的零件。生產速度和零件尺寸方面的限制妨礙了3D打印技術的廣泛使用。
新材料配方手冊
隨著機器的改進，我們也希望能擴大3D打印材料的范圍。今天，GE正致力于為3D打印開發(fā)一些新的金屬材料。在未來，我們想要創(chuàng)建一個數十種，甚至數百種的材料的數據庫。材料的功能一直深刻地影響著產品性能，為了加快我們的理解，我們已經在GE的全球研究中心（Global Research）創(chuàng)建了一個新的增材材料實驗室（Additive Materials Lab）來為增材材料編寫配方手冊。
軟件——關鍵的行業(yè)加速器
最后，軟件將是3D打印行業(yè)發(fā)展的另一個主要的加速器，這在新組件的設計和開發(fā)方面顯得尤其明顯。包括GE在內的許多公司已經轉向云計算和開放的眾包平臺來促進軟件方面的知識以及創(chuàng)造新的、更好的設計。通過諸如那些由GrabCAD、NineSigma等贊助的論壇，更多的人可以接觸到這些平臺，從而參與設計、產品開發(fā)和傳播好想法。
通過軟件提供的數字連接，我們也將能更好地把3D打印的關鍵利益相關者融入一個更具凝聚力的生態(tài)系統(tǒng)。這也許是決定革新性的3D打印將成為何樣的最關鍵的因素。我們需要發(fā)展生態(tài)系統(tǒng)來真正地推動3D打印從各種突破到全面革命的轉變。
當我們可以像2D打印一樣按需3D打印復雜的金屬零件時，全面革命的那一天就已經到來了。
（編譯自GE Reports）
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