2016年9月GE官方發(fā)布了對(duì)Arcam和SLM Solutions 這兩大著名金屬3D打印設(shè)備制造商的收購計(jì)劃，這一重磅消息瞬時(shí)令3D打印行業(yè)風(fēng)起云涌。就在一切尚未塵埃落定之前，GE再次宣布放棄SLM Solutions 并轉(zhuǎn)而收購另一家著名金屬3D打印設(shè)備制造商Concept Laser，這一舉措再次引起了人們對(duì)GE增材制造戰(zhàn)略布局的思考與熱議。
GE作為一家制造業(yè)巨頭，早在宣布這些收購計(jì)劃之前就已在增材制造領(lǐng)域經(jīng)營多年。我們知道，GE最著名的金屬3D打印應(yīng)用案例幾乎都是在航空航天行業(yè)，例如LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)中的3D打印燃油噴嘴。然而GE的所做的工作僅僅是購買3D打印設(shè)備生產(chǎn)某個(gè)復(fù)雜的航空零部件嗎？是否還有意義更深遠(yuǎn)的布局？
應(yīng)用、建立增材制造中心和收購
鋪開GE的增材制造版圖
圖：GE T25傳感器外殼
在航空零部件生產(chǎn)中的應(yīng)用
增材制造技術(shù)應(yīng)用在GE航空航天業(yè)務(wù)中的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在生產(chǎn)輕量化零部件，以及通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化和免組裝的整體式制造來提升航空零部件的性能。
3D打印的T25傳感器殼體
2015年2月GE 的T25傳感器殼體得到了美國聯(lián)邦航空局的認(rèn)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(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中，目前已被安裝在超過400個(gè)GE90-94B發(fā)動(dòng)機(jī)中。該零部件處于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓縮機(jī)的入口處，T25 傳感器負(fù)責(zé)為發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)提供壓力和溫度的測量數(shù)據(jù)。
3D打印技術(shù)使得GE的工程師對(duì)傳感器外殼的幾何形狀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，使外殼能夠更好地保護(hù)傳感器上的電子不受具有潛在破壞性的氣流和結(jié)冰的影響。GE 航空GE90/GE9X項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人曾表示，通常使用鑄造等傳統(tǒng)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)品開發(fā)周期縮短了一年的時(shí)間。
LEAP 發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴
圖：GE LEAP 發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴
2010年空客將GE生產(chǎn)的LEAP-1A發(fā)動(dòng)機(jī)作為A320neo飛機(jī)的選配，LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)中帶有3D打印的燃油噴嘴。2015年5月19日，A320neo飛機(jī)首飛成功。裝有LEAP 發(fā)動(dòng)機(jī)的A320neo 獲得歐洲航空安全局（EASA）的認(rèn)證和美國聯(lián)航空管理局(FAA)的認(rèn)證。
帶有3D打印燃油噴嘴的LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)目前已經(jīng)獲得了超過11,000個(gè)訂單，每個(gè)需要19個(gè)3D打印的噴嘴，GE為了滿足加工需求在Auburn, Alabama開設(shè)專門的增材制造工廠，預(yù)計(jì)到2020年將生產(chǎn)10萬個(gè)噴油嘴。增材制造已成為GE航空的長期戰(zhàn)略。
GE增材制造的負(fù)責(zé)人Greg Morris 曾對(duì)3D打印的燃油噴嘴評(píng)價(jià)到，GE為開發(fā)這款3D打印噴嘴花費(fèi)了數(shù)年精力，它們是應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中的關(guān)鍵零部件，該零部件的成功為GE通過增材制造技術(shù)開發(fā)更多先進(jìn)的零部件提供了豐富經(jīng)驗(yàn)。
超越航空航天的應(yīng)用
雖然航空航天行業(yè)是增材制造技術(shù)應(yīng)用的主“戰(zhàn)場”，但是增材制造技術(shù)在其他工業(yè)領(lǐng)域也同樣能夠發(fā)揮出其商業(yè)價(jià)值，這其中包括GE所經(jīng)營的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，例如石油和天然氣業(yè)務(wù)。
2013年GE石油天然氣部門在意大利佛羅倫薩工廠開設(shè)了增材制造實(shí)驗(yàn)室，在實(shí)驗(yàn)室中安裝了粉末床金屬3D打印和設(shè)備，用于制造葉輪機(jī)零部件和先進(jìn)合金零部件。
2016年5月，GE在其位于意大利Talamona 的石油天然氣工廠開設(shè)了一條增材制造零部件生產(chǎn)線。 該生產(chǎn)線的主要任務(wù)是通過以激光為基礎(chǔ)的增材制造技術(shù)制造燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室。
GE 石油天然氣部門表示，最初增材制造技術(shù)是只是為NovaLT16 燃?xì)廨啓C(jī)的產(chǎn)品進(jìn)行快速原型制造，在快速原型取得成功之后，GE 決定將該技術(shù)應(yīng)用在正式的生產(chǎn)中，通過3D打印技術(shù)來實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，并縮短零部件生產(chǎn)周期，提升零部件性能。
打造增材技術(shù)先進(jìn)中心
圖：GE CATA
2016年4月GE在美國匹茲堡附近建立了增材制造先進(jìn)中心（CATA），主要作用是在GE公司內(nèi)部全面推進(jìn)增材制造技術(shù)的應(yīng)用，CATA的前期投資金額達(dá)3千9百萬美元。
CATA的理念與GE在之前投資2億美元建立的“精彩工廠”的理念類似，工廠的設(shè)備和電腦相互“溝通交流”，共享信息，為保證質(zhì)量和預(yù)防設(shè)備故障采取措施。工廠的生產(chǎn)線通過數(shù)字化的方式與供應(yīng)商、服務(wù)商、物流系統(tǒng)相連接，從而優(yōu)化生產(chǎn)。
CATA將同時(shí)服務(wù)于GE的航空、交通、電力、石油和天然氣業(yè)務(wù)。
對(duì)增材制造企業(yè)的收購
2012年11月GE收購MORRIS Technologies 以及其兄弟公司Rapid Quality Manufacturing（RQM），通過這次收購GE 給市場上傳達(dá)了進(jìn)軍增材制造市場的雄心。
Morris Technologies和RQM是GE 航空、GE能源系統(tǒng)和GE全球研發(fā)中心的供應(yīng)商，早期商業(yè)化的應(yīng)用包括生產(chǎn)美軍軍用無人機(jī)中的輕量化零部件以及一些醫(yī)療3D打印產(chǎn)品，除此之外，Morris是GE著名的LEAP飛機(jī)引擎3D打印燃油噴嘴的合同制造商。
2013年8月GE 完成了對(duì)航空航天業(yè)務(wù)服務(wù)商Avio S.p.A的收購, 該公司是意大利領(lǐng)先的民用與軍用航空零部件和系統(tǒng)的供應(yīng)商。收購價(jià)格為43億美元，不包括Avio公司的太空業(yè)務(wù)單元。Avio的航空業(yè)務(wù)之后更名為Avio Aero,成為GE航空業(yè)務(wù)體系中的一員。
本次收購增強(qiáng)了GE 在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、低壓渦輪機(jī)、燃燒技術(shù)和自動(dòng)化系統(tǒng)方面的實(shí)力。Avio Aero 是通過EMB 和粉末床金屬3D打印技術(shù)制造航空零部件的領(lǐng)導(dǎo)者，尤其在3D的打印渦輪葉片方面積累大量經(jīng)驗(yàn)，2015年12月Avio Aero一次性購買了10臺(tái)Arcam 的EBM 3D打印設(shè)備，用于渦輪葉片的生產(chǎn)。此外，Avio Aero公司還研發(fā)適合增材制造的粉末材料。
我們不難看到對(duì)這些公司的收購是GE 增強(qiáng)增材制造能力的一條捷徑。 而近期GE 對(duì)Arcam 和Concept Laser 的收購計(jì)劃，不僅是對(duì)GE 增材制造能力的補(bǔ)充，還將為GE 成為全球制造業(yè)的增材制造設(shè)備與材料的供應(yīng)商奠定基礎(chǔ)。
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