Wywiad pioniera druku 3D z Billem Carterem z GE Research

To był dla nas zaszczyt przeprowadzić wywiad z Billem, który pracuje w GE Research od 1974 roku, ma ponad 55 patentów i został wprowadzony do amerykańskiej „National Inventors Hall of fame” dzięki swojej pionierskiej pracy w dziedzinie laserów i światłowodów.

Jak długo GE pracuje w metalowym druku 3D?

Zaczęliśmy od topienia bezpośredniego lasera metalowego (DMLM) w 1992 r., przeprowadzając wstępne prace w GE Research, aby pokazać, że proces ten Następnie nazwano go „selektywnym spiekaniem laserowym” w odniesieniu do metali i opublikowaliśmy niektóre z tych prac w SFF 1993. W tym czasie nasze tempo tworzenia było bardzo niskie, a proces ten miał oczywiście długą drogę, zanim był gotowy na produkcja. Nadal pracowaliśmy nad dodatkiemtechnologie, oprócz DMLM, skupiliśmy się na innych technologiach dodatków, takich jak wiązka elektronów i natrysk zimny. W ostatnim dziesięcioleciu nasza praca w DMLM znacznie wzrosła, ponieważ dział GE ds. Lotnictwa dążył do uprzemysłowienia procesu, aby produkować dodatkowe funkcjonalne części silników odrzutowych, takie jak dysza paliwowa. / p>

Druk 3D przechodzi z dziedziny szybkiego prototypowania (gdzie każda część jest inna, a oczekuje się zmian) do produkcji masowej (gdzie każda część jest taka sama, a zmiana jest niedopuszczalna). Przeszkody związane z przejściem od wykonalności do powtarzalności były liczne: rozwój stopu, opracowywanie parametrów procesu, opracowywanie maszyn DMLM, kontrola procesów, obsługa post-DMLM, kontrola, by wymienić tylko kilka. Ciekawe jest, jak szybko postępy są dokonywane na wszystkich frontach.

Jaka była pierwsza maszyna Cartera?

Nasza pierwsza maszyna była mała (3 ”x 1” x 1 ” ) łoże proszkowe z wbudowanym zbiornikiem na proszek, urządzenie do ponownego nakładania proszku i siłownik płytowy. Przetłumaczyliśmy całą maszynę na stół x-y w schowku na rękawiczki pod laserem YAG 50-W. Użyliśmy rozpylonego gazem proszku metalicznego, jak nadal używamy, i zbudowaliśmy próbki z warstwami 50 mikronów. Nasza szybkość tworzenia była bardzo niska (dzisiejsze maszyny są 100X szybsze), a nasza porowatość była wysoka, chociaż pokazaliśmy, że możemy HIP osiągnąć pełną gęstość.

Jaka jest jego obecna maszyna?

Obecnie pracuję nad nowatorską konstrukcją DMLM opartą na obrotowym łożu proszkowym do budowy części cylindrycznych z wieloma laserami skanującymi. Zbudowaliśmy maszyny w oparciu o tę koncepcję, aby zbudować części o średnicy 1 m, a my pokazaliśmy, że możemy ciągle pokonywać od czasu do czasu, jednocześnie lazując. W naszej najlepszej próbie do tej pory laser był włączony i skanował ponad 96% całkowitego czasu budowy kilku dni. Osiągnęliśmy bardzo wysokie tempo tworzenia, robiąc to CD3D .

W porównaniu do castingu inwestycyjnego, kiedy wygrywa druk 3D ? Gdzie traci?

Przy ograniczonej produkcji i szybkim prototypowaniu, obecna technologia DMLM ma przewagę nad rzucaniem inwestycji, jeśli niski czas realizacji to sterownik. DMLM wygrywa również, jeśli casting inwestycyjny nie może w ogóle stanowić części. Dzieje się tak najczęściej, gdy rozmiary elementów są zbyt małe lub zbyt skomplikowane do odlewania metodą inwestycyjną - na przykład drobnoziarnisty, 2-płynny wymiennik ciepła z wieloma rozwidleniami. Kolejną zaletą drukowania 3D jest możliwość łączenia wielu konwencjonalnych części w jedenpojedyncza część drukowana. W ten sposób załamuje się wymagania łańcucha dostaw i powoduje ogromne oszczędności. W GE rutynowo łączymy setki części w pojedyncze części, wykorzystując wyjątkowe możliwości druku 3D. Ogólnie rzecz biorąc, pracujemy bardzo ciężko, aby poprawić wskaźniki produkcji DMLM, aby uczynić go bardziej konkurencyjnym, i dążymy do osiągnięcia współczynnika 10 do 100 poprawy wskaźnika budowania. Wiele z naszych obecnych badań ma na celu ulepszenie wykończenia powierzchni części DMLM tak, aby były na równi z częściami odlewanymi z inwestycji.

Czy w metalowym druku 3D wymagana jest większa automatyzacja?

Bez wątpienia tak. Obejrzyj dowolny film na YouTube dotyczący drukowania 3D, a połowa filmu będzie poświęcona obróbce końcowej - bardzo powolnym procesom, często wykorzystującym narzędzia ręczne. Załadunek i rozładunek maszyn, usuwanie proszku, przenoszenie części, kontrola, obróbka końcowa, czyszczenie maszyn, kalibracja… wszystko to powinno być zautomatyzowane.

Nadstopy są obecnie bardzo poszukiwane, czy będą szeroko stosowane w przemyśle lotniczym ?

Tak, oczywiście. Superstopy nadają się do utrzymywania wysokiego naprężenia w wysokich temperaturach, a te warunki występują w całym przemyśle lotniczym.

Jakie części są szczególnie owocne dla druku 3D?

Z dzisiejszymi maszynami , Drukowanie 3D jest owocne w trzech sytuacjach:

1. Tam, gdzie oprzyrządowanie jest drogie, a ilości produkcji są niskie. Widzimy to w prototypowaniu i niestandardowej produkcji 1-off.

2. Tam, gdzie można poprawić wydajność części, wykorzystując zalety druku 3D, które sprawiają, że część nie nadaje się do produkcji za pomocą konwencjonalnych środków. (Na przykład dysza paliwowa GE LEAP)

3. Gdzie można połączyć wiele części w jedną część. (Na przykład zaawansowany turbośmigłowy GE Catalyst.)