分享

花费超1亿元,GE航空买27台EBM电子束金属3D打印机,生产发动机叶片

 南极熊3d打印 2020-12-25

小知识:GE航空公司是喷气发动机,部件和集成系统的跨国供应商;Arcam是全球电子束熔融(EBM)金属3D打印机领导厂商,已经被GE收购。

GE9X飞机发动机,图片来源aerotime

2019年6月22日,南极熊从外媒获悉,GE航空已购买了27台Arcam电子束熔融(EBM)金属3D打印机,为GE9X商用飞机发动机生产铝化钛(TiAl)叶片。

27台电子束金属机意味着什么?

  • 这些设备每台的价值500万人民币以上,27台就至少得花1.3亿元,投资可谓相当的大;

  • 但GE卖掉一两台飞机发动机,可能就赚回来了,所以这肯定是一笔高性价比的投资;

  • 27台的销量,已经占到Arcam一年销量的绝大部分。

GE Additive在2019年巴黎国际航空展上宣布了这项重大投资。 GE Additive Arcam EBM总经理Karl Lindblom表示:“GE航空公司在相对较短的时间内将其Arcam EBM机器的数量增加了一倍。我们很激动,这对我们的团队,特别是Spectra H来说是一个很好的认可(Spectra金属3D打印机的参数介绍,可到全球3D打印产品库 查看)。”

 测试包含3D打印部件的GEnX系列引擎


用于飞机发动机的金属3D打印

目前,GE航空公司Avio Aero在其最近在意大利卡梅里扩建的工厂运营着35台Arcam机器。通过这项新投资,将在美国和欧洲的GE Aviation和Avio Aero工厂安装17台Arcam EBM A2X机器和10台Arcam Spectra H金属增材制造系统。

EBM技术利用高功率电子束在受控环境中快速生产没有残余应力的零件。根据GE航空公司的说法,增材制造的TiAl叶片的重量只有传统镍合金涡轮叶片的一半。 Arcam EBM A2X机器每批可生产6个刀片,而Spectra H系统可在大约相同的时间内生产多达10个刀片。

由GE航空公司为波音新型777X宽体喷气机开发的GE9X发动机预计将受益于TiAl叶片的重量减轻,因为与前代产品GE90相比,它可以降低10%的燃油消耗。

 GE Additive Arcam Spectra H 3D打印机

Arcam EBM Spectra H融合了一系列新功能和增强功能:

- 自动校准的6kW光束,所有预热和后加热步骤所需时间减少一半

- 构建体积从200x200x380mm增加到Ø250x430mm

- 带有防尘环境的闭环系统

- 活动隔热屏可改善绝缘

- 自动粉末分配和粉末回收系统

- 旋风分离器和磁力分离器可实现最大化的粉末控制


GE航空集团增材团队总经理Eric Gatlin解释说:“拥有强大的增材技术基础设施是GE9X计划的重要组成部分。“

电子束金属3D打印在航空航天的生命力

南极熊看到,EBM电子束金属3D打印技术越来越多地被用于航空航天领域的制造了,特别是以GE为代表的厂商。在两三年以前,航空航天领域的金属3D打印制造,多是使用SLM 激光金属3D打印技术。

 TiAl Spectra 3D打印的圆柱体样品和涡轮叶片。

在《深度:70%亏损、最高估值180亿,全球20家3D打印机厂商对比,有泡沫吗?》一文中,我们可以看到,全球范围内从事EBM技术的厂商远远少于SLM的厂商数量。但是Arcam 被GE收购后,EBM技术应用被发扬光大,而且取得了不少比SLM技术更为普遍的生产性应用。

电子束金属打印技术由于真空打印环境,成形金属内在质量好,成形速度快,残余应力小,材料成本及使用成本低,材料利用率接近100%,尤其在光亮金属、高温合金、活泼金属、难熔金属领域具备独特的技术能力,使得其成为主流的金属打印技术方向之一。

中国的电子束金属3D打印现状

在南极熊发布的《通知:近千家企业现状,《2019年·中国3D打印格局白皮书》》中,我们可以看到,激光金属3D打印厂商很多,而电子束的很少,全球范围内只有瑞典Arcam、美国Sciaky、中国西安智熔、西安赛隆金属、天津清研智束等寥寥数家。

原因有:
①        涉及高能束流技术、高压电源技术、机械设计、电气工程、材料科学、软件设计等广泛技术领域;技术壁垒高。
②        从热源核心器件上看,适用电子束金属打印的电子枪供应商很少, 而市场上激光打印设备核心器件激光器和振镜容易获得。

我们可以从下面这款设备中,可以看到中国电子束金属3D打印目前的水平现状

△西安赛隆金属的粉末床电子束选区熔化(Sailong-S200 SEBM system)设备,是国内商业化销售的电子束3D打印设备,采用自主知识产权的SEBM工艺系统,可自主调节设备工艺参数,以适应不同材质的金属成形,特别适合高熔点、高活性和脆性金属复杂零件的高质量精确制造。

赛隆粉末床电子束3D打印技术的特点:

  • 成形表面可预热至1300℃,特别适合高熔点、活性、脆性难加工金属材料复杂精密构件的高质量成形,且成形应力低;

  • 能量利用率高:~95%,电子束跳转速度快:8000m/s;成形效率高,是SLM的3~5倍;

  • 真空成形环境,产品杂质少、洁净; 

  • 主动冷却功能,较随炉冷却降温速度提升50%以上。

结语

3D打印可以走多远,市场规模应用可以多大,不仅仅取决于技术工艺本身,还得看谁来应用。例如,中国金属3D打印领导厂商西安铂力特,主要技术路线是激光SLM金属打印,2018年营收已达2.9亿元,其中主要的应用领域是军工和航空航天,而且,它很有可能成为中国第一个真正IPO上市的纯正3D打印公司。

近期热点

中国3D打印专业媒体·感谢分享

△进入南极熊公众号底部菜单栏,有更多3D打印的精彩内容

    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多