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GEs Brücke über das Tal des Todes für Innovation
Die Haupthalle des GE-Kraftwerks in Greenville, South Carolina, hat eine Deckenhöhe von 25 Fuß und ist so lang wie mehrere Fußballfelder. Hier montieren Arbeiter schwere Gasturbinen, die über 10 Fuß breit und 30 Fuß lang sind und bis zu 560.000 Pfund wiegen. Die größte dieser Turbinen, die in einem typischen Kraftwerk installiert ist, kann genug Strom für 500.000 US-Haushalte erzeugen. Die komplexe Montage einer Turbine kann sechs Wochen dauern.
In einer Ecke eines nahe gelegenen Gebäudes wird etwas viel Kleineres hergestellt. Eines von Hunderten von Teilen, die in eine GE-Turbine eingebaut werden, dieses sogenannte Flex Tip, ist nicht größer als eine Dose Limonade. Dieser Teil, der für das Kraftstoffsystem einer Turbine von entscheidender Bedeutung ist, ist sowohl für seine Konstruktion und Herstellung als auch für die Rolle, die er in einer Turbine spielen wird, von Bedeutung.
GE demonstriert seinen additiven Fertigungsprozess.
Die flexible Spitze ist eines der ersten Produkte, die aus einem neuen Forschungs- und Entwicklungszentrum auf dem Campus von Greenville stammen, und ein Beispiel dafür, wie General Electric, einer der größten Hersteller der Welt, versucht, die Art und Weise, wie er neue Technologien entwickelt und kommerzialisiert, auf den neuesten Stand zu bringen. Durch die Ansiedlung einer Forschungseinrichtung, die sich auf fortschrittliche Fertigung neben einem Werk konzentriert, setzt das Unternehmen darauf, dass gute Ideen aus der Fabrikhalle eher den Weg ins Entwicklungslabor finden und dass neue Ideen getestet und in die Produktion überführt werden schneller.
All dies hat eine Dringlichkeit. Die Kunden erwarten, dass GE die Innovation beschleunigt, sagt Kurt Goodwin, der das Zentrum leitet. Goodwin beschreibt die Einrichtung als eine Brücke über das Tal des Todes mit Forschungszentren auf der einen Seite, die großartige Ideen hervorbringen, und auf der anderen Seite mit der Produktion, die sie [für den Markt] reif machen könnte. Eine Innovation könne ein Jahrzehnt in der Mitte stecken bleiben, sagt er.
Die Brücke von GE, ein 125.000 Quadratfuß großes Gebäude namens Advanced Manufacturing Works, kostete 73 Millionen US-Dollar, um in Betrieb genommen zu werden. Seine Front fungiert als Showroom für Fertigungstechnologien, die GE testet: 3-D-Drucker, Laser, Roboterarme und andere. Direkt hinter diesen Exponaten öffnet sich eine Tür in einen weit geöffneten Fabrikraum mit hohen Decken und Zementböden. Hier leiten Forscher und Ingenieure Cluster von Experimenten und versuchen, Wege zu finden, diese Technologien einzusetzen, um bestimmte Geschäftsanforderungen zu erfüllen.
Die neue flexible Spitze ist eine der ersten vielversprechenden Ideen, die es über den Campus zur Turbinenfabrik zur Produktion schafft. Kassy Hart, Ingenieurin für additive Fertigung mit Abschlüssen in Maschinenbau und mechanischem Design, wurde damit beauftragt, herauszufinden, wie das neue Teil hergestellt werden kann. Das Design mit langen, kleinen Löchern unter der Metalloberfläche trägt dazu bei, dass das Teil effizienter funktioniert. Die Herstellung hätte lange gedauert, wenn GE versucht hätte, das herkömmliche Herstellungsverfahren des Metallgusses anzuwenden. Stattdessen wird die flexible Spitze auf einem 3-D-Drucker mittels additiver Fertigung gedruckt.
Es ist der erste Teil, den GE gestellt hat Ein großer Fokus liegt auf der additiven Fertigung unternehmensweit produziert in Greenville für seine Turbinen.
Harts Team hatte nur sechs Monate Zeit, um es in Produktion zu bringen, und das erforderte viel Trial-and-Error. Es dauerte fünf Monate, bis das Team ein Teil herstellte, das den Standards entsprach, aber jetzt ist die Linie in vollem Gange, da 10 Drucker in Betrieb sind und 95 Prozent der Teile die Spezifikationen erfüllen. Ich denke, jeder muss diesen Fehlermodus durchlaufen, bevor er lernen und sich anpassen kann, sagt Hart.
Jeder Druck dauert 60 Stunden, und mehrere Maschinen laufen nacheinander. Bei einem Rundgang durch die Anlage Anfang August beaufsichtigten zwei Bediener und ein Supervisor alle Maschinen. In Overalls und Atemschutzmasken gekleidet, kümmern sich die Bediener um die Drucker – große, quadratische Maschinen mit einer Glastür in einer Ecke, die in die Druckkammer führt. Sie reinigen sie, füllen sie mit Kobaltchrom und anderen Materialien für den Druck und überwachen ihren Fortschritt.
Mit dem Erfolg der flexiblen Spitze testet das Team von Goodwin neue Ideen, die sie in die Druckerlinie einbringen könnten. Heute, sagt Goodwin, besteht die Herausforderung weniger darin, großartige Technologien für die Fertigung zu finden, als vielmehr darin, Menschen, die die Dinge schon immer auf eine bestimmte Art und Weise gemacht haben, dazu zu bringen, breiter zu denken.
Unsere eigenen Leute müssen lernen, anders darüber zu denken, was man machen kann, sagt er.