2017年航空发动机在3D打印的创新技术

3D打印的高速发展对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合等产生深刻影响，增材制造让零件设计更加自由，为航空发动机关键技术突破和性能指标提升带来更多可能性。我国已将增材制造作为《中国制造2025》发展重点，2017年，工信部等十二部门联合制定并印发了《行动计划》，要求到2020年，增材制造产业年销售收入超过200亿元，年均增速在30%以上。

2017年，GE宣布正在研制世界上最大的激光粉末增材制造设备。西门子完成了世界上首个3D打印燃气轮机涡轮叶片及其全面测试。中国航发商发已完成增材制造微型涡喷发动机制造。中国航发航材院牵头的国家重点基础材料技术提升与产业化项目“超细3D打印有色/难熔金属球形粉末制备技术”启动。截至目前，中国航发和其他国内科研机构先后针对涡轮气冷叶片、燃油组件、壳体、封严块、喷嘴、整体叶盘、整体导向器、轴承座、叶栅等零件开展了增材制造技术探索研究，取得了积极进展。

航空发达国家都高度重视发动机材料技术的发展。高温合金仍将是高温涡轮部件的关键技术之一，陶瓷基复合材料（CMC）高温部件应用也进一步深入，GE预测在未来10年内发动机中陶瓷基复合材料的应用量将增加10倍。大数据、虚拟仿真等计算机技术的应用将有效缩短航空发动机材料研制周期。

石墨烯被誉为已知的世界上最薄、最坚硬、导热性及导电性最好的纳米材料。高性能石墨烯复合材料的出现为增强航空发动机材料力学性能、热学性能、耐腐蚀性能等综合性能的提升提供了更多途径。例如，石墨烯加入到陶瓷基体后可以大幅提高陶瓷基复合材料的机械性能，金属基体引入石墨烯也可以提高金属基体复合材料的物理性能、热学性能、电学性能等。

2017年，俄罗斯用最新的VV753粉末镍基高温合金制造出了具有可变结构的涡轮盘。GE完成了GE9X发动机陶瓷基复合材料部件的第二阶段测试。日本研发出可快速自愈龟裂的新型陶瓷材料。美国先进陶瓷协会公开正在开发的1482摄氏度CMC路线图，探索更耐高温和具有更高损伤容限的下一代CMC。中国航发已开创了40多个石墨烯创新应用的研究方向，多项成果在航空装备和国防装备上验证、考核、小批应用。

来源： 中国航空报        
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