GE Additive借粘结剂喷射金属3D打印提供喷气发动机部件原型

GE工程师团队表示，它能够3D打印和测试30个足球大小的喷气发动机部件的原型，并在短短的12周内使用粘结剂喷射技术创建最终版本。该公司表示，使用传统的铸造工艺需要花费数年的时间。

GE第一个关于其令人难以置信的快速金属3D打印系统的思考是在2017年12月，当时公司发布了其新的H1 3D打印机原型的第一张照片。原型系统只花了47天的时间就完成了这一工作，其灵感来自于喷气发动机部件成功使用了使用粘合剂喷射技术。

粘合剂喷射技术使用粘合剂材料将金属粉末颗粒粘合成特定的形状和结构。该工艺与激光烧结工艺明显不同，激光烧结工艺使用激光束熔化金属粉末和熔合层，直到形成一个形状。

粘合剂喷射技术就其本身而言将特定的（和专有的）粘合剂材料沉积到平整的金属粉末的打印床上，这使得金属颗粒在施加胶水的任何地方粘在一起。一层一层重复，直到所需的结构（由三维模型确定）完成。

显然，与激光烧结金属粉末相比，沉积粘合剂的耗时更少，正如GE声称的那样，其粘合剂喷射3D打印机比激光系统打印“速度至少快10倍”。而且，它也能够生产更大的零件。

新机器的另一个关键优势。据报道，只需要47天的时间就可以制造出来-比使用激光的3D打印机耗能少。GE Global Research资深科学家、粘合剂喷射项目技术负责人Arunkumar Natarajan解释说：“我们不是在金属粉末床上放置高功率激光器，而是沉积粘合剂胶。”

“我们凭借GE研究实验室的深厚材料和化学专业知识，开发出一种特殊的粘合剂，这是该过程成功的核心。我们对活性炭喷嘴的概念感到非常兴奋，因为相对于其他3D打印技术和传统的制造技术，新技术有机会提供更快速的打印更多的零件。”他补充说。

该技术唯一的缺点（与激光3D打印相比）是，打印的部件需要更多的后处理。也就是说，由于金属颗粒被简单地粘合在一起，所以打印物体仍然相对较为脆弱，必须在工业级烘箱中固化以使金属颗粒适当地融合在一起。

尽管如此，Natarajan说，即使进行了额外的后处理，该技术仍然比竞争对手具有许多优势，甚至有潜力主导铸造业。他说：“我们已经成功地使用这种先进的粘合剂喷射工艺打印了几个复杂的金属测试部件。”

通用电气公司最近在粘合剂喷射技术方面取得的成就涉及3D打印CFM国际公司LEAP喷气发动机组件的各种（超过30个）原型。鉴于需要多年的工程师才能设计和验证原始发动机部件，新部件在短短三个月内就使用新的3D打印技术进行了多次设计、迭代和测试。

GE航空公司的首席工程师Ray Martell说：“由于严格的合金要求和复杂的几何形状，制造这种流道部件非常困难。粘合剂喷射3D打印机能够在具有成本优势的传统工艺下迎接这些挑战。”

3D打印喷气发动机项目由GE全球研究公司的添加剂平台负责人Martell和Ken Salas领导。他们表示，该计划的结果是有希望的，因为他们认为可以很容易地扩大批量生产。通用电气甚至声称，粘合剂喷射技术可以为LEAP节省数千万美元的成本。