2025年11月，中國(guó)航發(fā)集團(tuán)自主研制的3D打印極簡(jiǎn)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)完成首次單發(fā)飛行試驗(yàn)——飛行高度6000米、速度0.75馬赫、持續(xù)30分鐘穩(wěn)定運(yùn)行。這款發(fā)動(dòng)機(jī)超四分之三零件采用3D打印，零件數(shù)量減少80%，重量降低40%，填補(bǔ)了160公斤推力級(jí)3D打印渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)空白，標(biāo)志著我國(guó)在航空動(dòng)力領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破，為無(wú)人機(jī)、巡飛彈等平臺(tái)提供輕量化、低成本動(dòng)力解決方案。

輕量化設(shè)計(jì)突破

傳統(tǒng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件多、重量大、裝配復(fù)雜。中國(guó)3D打印技術(shù)通過(guò)激光熔融鈦合金、鎳基高溫合金等材料，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)一體成型。例如，極簡(jiǎn)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子件及整機(jī)超75%零件采用3D打印，零件數(shù)量從數(shù)百個(gè)減少至數(shù)十個(gè)，重量減輕30%以上，同時(shí)提升推重比和續(xù)航能力。這種“極簡(jiǎn)設(shè)計(jì)”理念在無(wú)人機(jī)、靶機(jī)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，使飛行器機(jī)動(dòng)性顯著提升。

高溫材料創(chuàng)新

航空領(lǐng)域?qū)Σ牧夏透邷?、抗疲勞性能要求極高。我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出新型3D打印后處理技術(shù)，制造出“全能抗疲勞鈦合金”，其綜合疲勞強(qiáng)度刷新世界紀(jì)錄，可在600-800℃環(huán)境下穩(wěn)定工作。例如，GH4169鎳基高溫合金通過(guò)3D打印實(shí)現(xiàn)熱端部件（如燃燒室、葉片）的精密制造，耐高溫性能提升20%，使用壽命延長(zhǎng)50%。此外，鎢合金、碳化硅陶瓷等材料通過(guò)3D打印突破熔點(diǎn)限制，應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴、鏡坯等高溫部件。

復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造

傳統(tǒng)工藝難以加工的復(fù)雜內(nèi)腔、蜂窩結(jié)構(gòu)，通過(guò)3D打印輕松實(shí)現(xiàn)。例如，運(yùn)載火箭貯箱箱底采用攪拌摩擦固相增材（AFSD）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)3.35米直徑箱底一體化成型，減少焊接工序，降低碳排放40%。光固化陶瓷3D打印進(jìn)入“米級(jí)時(shí)代”，可制造1.2米級(jí)陶瓷部件，用于航天器耐高溫結(jié)構(gòu)件。九天行歌公司完成國(guó)內(nèi)首件鋁合金火箭貯箱箱底3D打印，設(shè)計(jì)更靈活、成本降低30%，性能提升15%。

生產(chǎn)效率提升

3D打印技術(shù)大幅縮短航空部件研制周期。例如，天龍二號(hào)火箭采用閉式循環(huán)3D打印液體發(fā)動(dòng)機(jī)，制造周期縮短70%-80%，成本降低40%-50%。在衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)方面，天都二號(hào)衛(wèi)星采用3D打印鋁合金貯箱一體化成型，無(wú)需導(dǎo)管連接，研制周期從1年壓縮至3個(gè)月。此外，批量生產(chǎn)能力顯著增強(qiáng)，如華曙高科FS1521M設(shè)備可同步打印多件2.5米高度零件，為航空航天批量化生產(chǎn)提供支撐。

從渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)首飛到高溫材料突破，從復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造到生產(chǎn)效率躍升，中國(guó)3D打印技術(shù)在航空領(lǐng)域已形成完整技術(shù)體系。未來(lái)，隨著更大推力發(fā)動(dòng)機(jī)、更復(fù)雜構(gòu)型部件的研發(fā)，3D打印將推動(dòng)航空工業(yè)向輕量化、智能化、綠色化方向加速邁進(jìn)，為全球航空技術(shù)進(jìn)步貢獻(xiàn)中國(guó)智慧

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