制造巨头通用电气在半个世纪前的涡轮机厂旁,投入7300万美元建造研发设施,以求更好、更快的创新。
通用电气位于美国南卡罗来纳州格林维尔市的涡轮机厂主楼,是一个超过6层楼(65英尺)高,长达几个足球场的巨大建筑。这里组装的重型燃汽轮机宽度超过3米(10英尺)、长达10米(30英尺),重量可到280吨(56万磅)。
将其生产的最大的涡轮机安装在一个典型的电厂,能够产生足够50万美国家庭使用的电力。通常需要6周才能完成一个涡轮组装的复杂工作。
附近建筑的一个角落,正在为涡轮生产一种小零件。作为通用电气涡轮上百种零件之一,这种被称为灵活喷嘴(flex tip)的配件比一罐饮料还小。然而,作为涡轮燃料系统的关键部件,这个小零件是如何设计与制造的,其实与它在涡轮中发挥的作用同样重要。
这个部件只是格林维尔新研发中心研发出的众多第一批产品之一。同时,它也是个很好的例子,证明通用电气作为世界上最大的制造商之一,是如何研发并商业化高新科技的。通过把专注于先进制造的研究部门设在工厂旁,实验室可以更快地获得工厂车间的新想法,进行测试并最终将好的想法快速地转化成产品。
这里有个迫切需求。按照研发中心主任Kurt Goodwin的话就是“客户希望通用电气加快创新的步伐。”他把研发中心喻为“一座帮助实验室创新跨过成果转化‘死亡之谷’到达市场的桥梁。”“一项创新可能已经卡在中间的十年了,”他说。
通用电气的先进制造中心就是这个桥,建造并运行这个1万2千平米(125,000平方英尺)的大楼耗资7千3百万美元。
该中心正面的展厅向人们演示通用电气正在测试的高新技术如:3-D打印机,激光,机器人手臂,等等。只是这些展品的背后,另一扇大门向工厂敞开。
在这里,研究人员和工程师正在进行大量的实验,想办法利用这些技术来解决特定的商业需求。
灵活喷嘴只是众多有希望从实验室转化到产品的点子之一。KassyKart之前负责开发这个新零件。他是增材制造(Additive Manufacturing)工程师,具有机械工程与设计学位。这项在金属表面下开长短不一孔的设计,能有效地帮助零件发挥功能。传统的铸造工艺制造这种结构的零件需要很长时间。
然而,使用积层制造技术的3-D打印机已经开始规模生产灵活喷嘴了。
通用电气全公司上下非常重视增材制造技术,这只是其改进格林维尔涡轮机的第一步。
Hart的团队需要在短短半年时间内把新零件投入生产,其中包括大量的试验和纠错过程。前5个月他们都没能做出一个符合标准的零件,但现在生产线上已经有10台打印机在全力生产,并有95%合格率。
“我想每个人都有要经历失败才可以学习和适应,”Hart说。
每个3D打印过程需要60小时,多台机器流水生产。在8月初参观工厂时,两个操作员和一名负责人管理所有的机器。身着工作服戴口罩的操作员负责操作并维护打印机。
这些巨大方形的打印机一侧开有向内侧打开的玻璃门。操作员会清理打印机,补充钴铬合金等材料用于打印,并监测打印机工作情况。
由于灵活喷嘴的成功,Goodwin的团队正在测试更多可能用上打印机生产线的新思路。“如今,找到高新科技并用在生产中并不是大问题,最大的挑战是找到思维广泛的人。”Goodwin说。
“我们公司的人必须要学会不同的方式思考,明白自己能做什么,”他说。
编辑:董孜业
来源:MIT Technology Review
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