GE 揭幕旗下粘结剂喷射金属3D打印系统，能打印500mm大尺寸零件

10月18日，GE航空举行了旗下Series 3粘结剂喷射金属3D打印系统揭幕活动，并宣布该系统经过测试可用于现代大批量生产制造。打印机将于2023年下半年交付，目前已有一些预定订单。

GE粘结剂喷射金属3D打印系统研发历史

GE通过收购两家粉末床熔融(PBF) 技术的金属3D打印机制造商Concept Laser和Arcam后成立专门的增材制造子公司GE Additive。然而，这两种技术即便在当时属于最先进的金属3D打印技术，但制造成本高且效率低。为降低成本，提高生产效率，以当时Exone为代表的粘结剂喷射金属3D打印技术被业界广泛关注。GE和HP这两大知名企业均宣布开发能够为大规模3D打印生产带来可能的粘结剂喷射技术。

GE Additive首席工程师和创新负责人Josh Mook在揭幕仪式上表示，GE公司的相关研发始于2016年，最初动机是专门解决GE业务的铸造成本问题。“实际上，在决定开发打印机之前，我们在粘结剂化学方面已经研究了很长时间，现有的资源已无法满足需求。我们不仅关注高速和吞吐量，还关注工业、工厂级的设备。从GE Additive的角度来看，这是该领域一段时间以来一直所缺失的。”

Mook指出，粘结剂喷射对于公司在行业中的主导地位至关重要。然而，问题在于该技术是应该在内部开发还是收购。“我们知道需要进入粘结剂喷射领域实现快速整合，收购实际上很困难，我们有一群工程师也在努力开发。大概在2017年左右，我们留出了一个小团队，给了他们55天的时间来尝试制造一台机器。这就是为什么它被称为“H”的原因，H代表“Hustle（匆忙）”。47天后，我们使用这台设备进行了测试。尽管这是一个快速的设计-建造测试，但它证明这件事情可以做。现在，我们已经迭代到了第三代产品”。

在过去四年中，一组精选的战略客户合作伙伴为GE Additive Binder Jet技术平台的开发做出了贡献。如康明斯用于发电和汽车，西屋制动用于铁路，山特维克用于采矿，肯纳金属用于对耐磨和耐腐蚀至关重要的石油、天然气等工业应用。该公司产品线经理Birkmeyer表示，“我们一直在与选定的合作伙伴进行持续合作，以确保我们为市场带来的产品行之有效。这就是为什么迟迟没有推出产品的原因。Series 2 （构建体积为380 x 380 x 270mm）虽然是Series 3的测试版，但我们的许多客户已将其用于生产” 。

Series 3粘结剂喷射金属3D打印系统特点

GE Additive表示，Series 3能够克服粘结剂喷射所面临难以生产大型零件的难题。通常，对于该工艺来说，大尺寸零件可能会变得太重，从而导致塌陷。烧结对于任何尺寸的零件来说都是一个复杂的问题，而对于超大尺寸的部件来说，很难预测和成功完成烧结。

Series 3粘结剂喷射金属3D打印系统的构建体积达到500 x 500 x 500 mm，可以重复且可靠的生产与铸件相近性能的零件，且能够制造500μm的通孔直径和壁厚。目前，已成功生产重达25公斤的不锈钢制品，也并未发现最大壁厚限制。

该打印机的制造还考虑到了可维护性，可以轻松修复磨损的喷嘴。操作人员还可以在不破坏精细特征的情况下完成粉末清理，这为零件大批量快速生产提供了保证。此外，GE Additive的Amp软件具有失真预测和补偿功能，可以在所需公差范围内烧结零件，这为制造合格零件提供了保障。

GE粘结剂喷射金属3D打印机是如何工作的？

GE粘结剂喷射技术使用水基粘结剂沉积在粉末床上，通过加热使其蒸发，然后实现材料交联形成半固体复合材料。打印机会将打印过程中排出的水分吸出，并将其用作机器清洁剂的一部分。它不仅可以打印惰性或活性金属，还可以打印复合材料和陶瓷。

Binder Jet产线配备了三台辅助设备可支持多台机器，液体管理系统（Liquid MHS）包括三个部分：粘结剂、清洗剂以及废液桶。

粉末管理系统包括装载原始粉末和回收粉末的料斗，使用气动压缩机以约25Kg/min的速度输入到机器中，这意味着粉末的配置无需人工操作。机器能够将粉末吸出，并将其铺设到粉床上，同时将回收材料放入回收的料斗中。该设计最大限度减少了操作人员与系统和金属粉末的接触，更不会使生产车间布满金属粉末。

GE Additive表示，Series 3系统将通过UL和CE认证，具有100%惰性和密封环境，全闭环无粉暴露，并且能够打印反应性和易燃粉末。其他安全优势还包括完全独立的实时安全系统、持续监控机器状况以及用于集成到工厂MES和安全系统中的实时OPC UA数据流。

GE粘结剂喷射金属3D打印机未来部署

GE预计用户最终可能能够部署40、50甚至100台设备。Series 3未来可以通过使用机器人技术和其他自动化技术使制造更加高效。自动化功能之一是零件的输送系统，使用机器完成粉末清理和转运功能。此外，每个构建箱都有一个序列号，机器对其进行扫描能确保正确跟踪批次。

GE声称其粘结剂喷射3D打印机比“其他增材制造方式”快100倍，将以低成本、大规模和安全的方式为用户生产优质零件。

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