重磅！GE 3D打印燃油噴嘴專利通過
燃油噴嘴是飛機發動機中一個不起眼的小部件。它像一個戳在兩個粗短支架上的水龍頭，一只手就可以握住。但把這個小零件造好，卻要用上GE歷史上最具顛覆性的技術之一——3D打印-增材制造。
顛覆不僅僅來自于制造技術，更來自于以功能導向的設計。如今，根據3D科學谷對GE于2020年3月17日剛剛獲得的專利的市場觀察，GE最新獲得了一項燃油噴嘴的專利，燃油噴嘴這一革命性的產品，正在完成自身的不斷的迭代。
來源：US10591164B2
復雜成就功能實現
GE通過3D打印的用于燃氣渦輪發動機的燃油噴嘴包括如下等受專利保護的設計：
來源：US10591164B2
環形外部主體：環形外部主體平行于中心線軸線延伸，并且具有在前端和后端之間延伸的外表面，其中，多個開口穿過外表面；
環形主噴射環：其設置在環形外部主體的徑向內側，該環形主噴射環包括延伸的主燃料通道；
多個主燃料孔口：每個主燃料孔口與主燃料通道連通并與環形外部主體的開口之一對準。
環形文丘里管：設置在環形主噴射環的徑向內側，環形文丘里管包括具有最小直徑的喉部，喉管上游的大致圓柱形部分，喉管下游的發散部分；
來源：US10591164B2
環形分離器：設置在環形文丘里管的徑向內側，該環形分離器包括在內壁和外壁，內壁和外壁在前端處接合在一起，內壁和外壁朝向彼此會聚以在環形分離器的后端處接合在一起，以及它們在前端和后端之間彼此間隔開以限定分離腔，其中，外壁的上游部分具有第一輪廓，該第一輪廓從前端向后端收斂，環形文丘里管的上游部分的第二輪廓，至少一直到喉部。
渦流葉片：在環形文丘里管和環形分離器之間延伸的一系列外部渦流葉片，其中，外部旋流葉片通道在外部旋流葉片的下游延伸至來自外部旋流葉片的氣流的出口，該出口在環形文丘里管和環形分流器的后端之間的周向限定在喉部下游的軸向位置處。
來源：US10591164B2
在分流腔與環形分流器的后端之間連通的多個排放孔相對于中心線軸線成銳角，以使從那里排出的空氣相對于中心線軸線產生渦流。并且其中空氣從多個排放孔排放，使得來自內部旋流器葉片的氣流的出口與平面重合。
與現有技術相比，GE通過3D打印-增材制造的燃料噴嘴具有多個優點。它提供了分流有效冷卻的方法，并具有良好的空氣動力學和聲學特性。分析表明，中空分流器，螺旋形旋流葉片和復合角文丘里管在燃料噴嘴中組合使用時特別有利。
Review
回顧GE研發3D打印噴油嘴之路堪稱航空制造歷史上的傳奇，GE燃油噴嘴頭內，迷宮一般復雜的流道將燃油與空氣高效混合，可以幫助發動機實現優越的性能。而LEAP項目的成敗，很大程度上取決于燃油噴嘴的好壞。
為了實現更好的功能，GE設計出了一種理想的燃油噴嘴頂部結構。這個結構最終只有核桃般大小，里面卻有14條精密的流體通道。這個設計雖然精妙，但它太過復雜，幾乎造不出來。GE通過傳統的制造加工方式嘗試了8次，但每次都失敗了。
傳統方法并不能解決的問題，3D打印機就像一支激光筆一樣，根據電腦繪圖，一層一層地將細金屬粉末熔融成最終形狀。正適合燃油噴嘴這樣復雜精密部件的制造。此外，3D打印所產生的廢料也比傳統生產方法少很多。
如今，GE在制造復雜形狀的功能部件已經擁有了豐富的經驗，3D打印技術使得制造復雜形狀的預混合器成為現實，GE通過3D打印的預混合器帶來的旋渦運動有助于使液體燃料與空氣霧化和混合，使得除了氣體燃料之外還能夠 使用液體燃料。并且可以產生噴射穩定的火焰，帶來較低的動態性和較高的火焰穩定裕度，而高出口速度可用于減少或消除火焰回火風險。
最近是 GE專利獲批的集中時期，就在前不久， GE還獲批了將3D打印應用于燃氣輪機燃燒器的液體燃料盒組件制造的專利。GE采用3D打印-增材制造技術例如基于粉末床的選區金屬熔化增材制造系統或其他增材制造系統來制造尖端。3D打印的裝置有助于將液體燃料引入發電燃氣渦輪機燃燒器的頭端中。該裝置有助于通過中央定位的液體燃料盒來輸送液體燃料（或液體燃料/水混合物）。
參考資料：
- US10591164B2
- US10578306B2
- US10415833B2
(責任編輯：admin)
梁柏濤：美國參議院這一票
美國俄亥俄州宣布撥款6200
Schunk集團全資收購ESK-SI
美國空軍利用拓竹3D打印機
3D Systems推出集成式數字
Aker Solutions設立新3D打
GoEngineer通過收
3D食品打印：烹
卡內基梅隆研究人
Align Technology
AM Craft在種子輪
Aerojet拿下五角
