12 月 18 號國內首例全 3D 打印渦扇發動機在西安完成地面試車,而且一次性成功。
“全 3D 打印發動機?是跟家里打印機似的,把發動機‘打’出來?”
說起來還真差不多,但這可不是普通打印機,是用高溫熔化金屬粉末,一層一層堆積出發動機零件,從風扇葉片、燃燒室到渦輪機匣,整個核心部件全是 3D 打印出來的,連傳統制造需要的焊接、鍛造步驟都省了。
12 月 18 號中國航空發動機集團官網都發了公告,說這臺發動機推力達到 500 公斤級,連續穩定運行了 30 分鐘。
各項性能指標都達標,關鍵是零件數量比傳統發動機少了 40%,生產周期直接從半年壓縮到 45 天,成本還降了 30%。
要知道渦扇發動機可是航空工業的 “心臟”,之前咱們好多高端發動機要么依賴進口,要么制造流程復雜得要命。
比如一個渦輪葉片,傳統工藝得經過鍛壓、熱處理、精密加工等十多個環節,稍微有點誤差就報廢,現在 3D 打印直接一次成型,連復雜的內部冷卻通道都能精準 “打印” 出來,再也不用怕零件不匹配的問題。
有人覺得 “打印” 出來的東西不結實,畢竟發動機工作時溫度能達到 1500℃以上,轉速每分鐘幾萬轉,壓力大得嚇人。
但這次用的是鈦合金和高溫合金粉末,打印過程中還有實時質量監測,零件的致密度能達到 99.5% 以上,比傳統鍛造的零件強度還均勻。
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中國航發的工程師接受央視采訪時說,光優化打印參數就花了 8 個月,前后測試了 20 多組樣品,終于解決了金屬變形、內部缺陷這些難題。
12 月 18 號的試車,從怠速到最大推力,發動機全程沒出一點故障,連振動值都比設計標準低 20%。
之前我國航空發動機制造一直受限于復雜結構加工,比如燃燒室的冷卻通道,傳統工藝根本做不到這么精細,導致發動機油耗高、壽命短。
現在 3D 打印能輕松搞定這些 “異形結構”,而且想改設計的話,不用重新開模具,直接在電腦上改圖紙就能打印,研發周期直接縮短一半。
這臺 3D 打印發動機是新質生產力的硬實力體現,以后不管是戰斗機、無人機,還是民用客機,都可能用上這種 “打印出來的心臟”。
更讓人驚喜的是,這次研發團隊里還有西安交大的教授團隊,他們研發的 “激光選區熔化” 技術,能精準控制每一層粉末的厚度和溫度,誤差不超過 0.01 毫米,相當于一根頭發絲的七分之一。
12 月 18 號試車現場的視頻里能看到,這臺發動機體積不算大,有點像小型無人機的動力裝置,但別小瞧它,500 公斤的推力足夠帶動一噸級的無人機,而且后續還能放大尺寸,適配更大的飛行器。
有業內人士說,這要是批量生產,以后我國航空發動機的成本能大幅下降,再也不用被國外 “卡脖子” 了。
發動機技術進步會讓機票更便宜、無人機物流更普及,甚至以后太空探索的火箭發動機,都可能用 3D 打印技術制造,成本降下來了,普通人的出行和生活都會受影響。
而且這不是我國第一次在 3D 打印領域突破,之前已經打印過火箭發動機噴管、衛星支架,但全 3D 打印渦扇發動機還是頭一回,12 月 18 號的試車成功,標志著我國在航空制造領域又邁進了一大步,跟 12 月 17 號股市追捧的硬科技一樣,都是咱們國家科技實力的體現。
不過也有人擔心,“3D 打印這么厲害,以后工廠工人會不會失業?”
其實不然,這種高端 3D 打印設備需要專業人員操作,而且后續還需要組裝、測試、維護,會催生新的就業崗位。
就像中國航發公告里說的,接下來會推進這項技術的產業化,預計 2026 年就能小批量生產,到時候不僅能滿足國內需求,還可能出口到國外。
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