GE Additive推出新的粘合劑噴射3D打印機Series 3：技術和規(guī)格

2022年10月22日，南極熊獲悉，美國通用電器的3D打印部門GE Additive，宣布推出新的粘合劑噴射3D打印設備Series 3。該設備可以3D打印復雜的小型和大型零件，具有超過鑄造類似產(chǎn)品的出色材料性能。

△GE Additive的Series 2 Beta和Series 3 3D打印機并排工作

據(jù)該公司稱，Series 3能夠更普遍地克服粘合劑噴射所面臨的問題：生產(chǎn)大型零件。通常，對于粘合劑噴射工藝來說，大的印刷品可能會變得太重，從而導致塌陷。燒結對于任何尺寸的零件來說都是一個復雜的問題，而對于超大尺寸的部件來說，很難預測和成功完成燒結。

△GE Additive位于俄亥俄州辛辛那提的3D打印工廠的外部

關于粘合劑噴射成形技術
它是一種通過噴射粘合劑使粉末成型的增材制造技術。和許多激光燒結技術類似，該技術也采用粉床（powder bed）作為基礎。但不同的是，該技術使用噴墨打印頭將粘合劑噴到粉末里，從而將一層粉末在選擇的區(qū)域內粘合，每一層粉末又會同之前的粉層通過粘合劑的滲透而結合為一體，如此層層疊加制造出三維結構的物體。

△粘合劑噴射技術（Binder Jetting）工作示意圖

GE在3D打印行業(yè)
在過去的十年中，GE逐漸在3D打印領域站穩(wěn)腳跟，從最初通過收購3D打印公司Arcam、Concept Laser 和Morris Technologies來實現(xiàn)的。除了繼續(xù)銷售前兩家公司的機器外，GE還利用它們的能力在該公司的GE Additive 和GE Aerospace業(yè)務中進行創(chuàng)新。

在實踐中，該公司的工程師們，正在探索發(fā)動機可以在3D打印技術中收益的領域，皆在開發(fā)GE尖端3D打印燃料噴嘴等部件。據(jù)悉，這家跨國公司已經(jīng)制造了超過14萬個3D打印組件，并且這些組件的燃油效率比標準產(chǎn)品高15%。

GE的GE90、GE9X和Catalyst發(fā)動機現(xiàn)在還配備了3D打印元件，從傳感器支架到行星齒輪箱(PGB)等部件以及結構性更強的飛行關鍵部件，反映了該公司對于持續(xù)研發(fā)3D打印技術的進展。

在其它地方，通用電氣自2016年以來一直在尋求開發(fā)自己的粘合劑噴射技術，并與康明斯、西屋制動和山特維克等公司合作拓展其能力。據(jù)該公司稱，通過合作使該公司能夠以“安全擴展所需的成本和質量” “識別、設計和生產(chǎn)”某些應用程序，并滿足工業(yè)、批量制造的需求。

△GE Additive 3D打印工廠內部

Series 3粘合劑噴射3D打印設備的特點
GE Additive聲稱，Series 3的構建體積為500 x 500 x 500 mm，可以重復且可靠地生產(chǎn)“超過鑄造等效物”的零件，同時獲得小于500 μm的通孔直徑和壁厚。已成功生產(chǎn)重達25公斤的不銹鋼制品（但不限于），沒有已知的最大壁厚限制。該打印機的制造還考慮到了可維護性，因此可以輕松修復磨損的噴嘴或打印機。另外，它也是一個開放的材料系統(tǒng)。

在技術方面，基于GE的H1 Alpha和H2 Beta研發(fā)經(jīng)驗而開發(fā)，核心技術采用水基粘合噴射技術，它一層一層地被沉積在粉末床上。然后材料的水分蒸發(fā)，只留下半固體復合材料或“生坯”零件。

在此過程中，GE的機器通過類似Arcam的系統(tǒng)送入粉末，然后將材料移動到重新填充床的電動螺旋推進器上。Series 3的內部傳送系統(tǒng)補充了這種快速重復工作流程，可以在該系統(tǒng)上裝載構建盒，在其中打印零件，并自動進入后處理，從而提高利用率。

除了Series 3，GE Additive還推出了粘合劑噴射成形輔助設備，包括粉末和液體處理站，以及除粉系統(tǒng)。這些附件可以通過一系列管子連接，能夠通過氮氣從一個腔體到另一個腔體輸送材料。這不僅使每個系統(tǒng)的氣氛保持惰性，而且可以快速、安全地回收粉末。

這套粘合劑噴射打印系統(tǒng)在發(fā)布前已經(jīng)經(jīng)歷過了長達四年的客戶開發(fā)、合作和測試，以確保其金屬粘合劑噴射技術，已為大批量生產(chǎn)環(huán)境做好準備。

雖然 Series 3最初是為了滿足GE的內部鑄件生產(chǎn)需求而開發(fā)的，但該公司也在汽車制造領域發(fā)現(xiàn)了市場商機。因此，該系統(tǒng)現(xiàn)在具有更廣泛的使用空間，預計交付時間定于2023年開始。

△GE Additive采用粘合劑噴射技術生產(chǎn)的一組零件

技術規(guī)格
技術         粘合劑噴射
粘合劑        水基（可根據(jù)應用定制）
構建體積         500×500×500mm
特征精度         小于500μm
容量         打印重量大于25公斤
監(jiān)控                獨立的實時監(jiān)控系統(tǒng)
軟件         GE Additive Amp