【機(jī)床商務(wù)網(wǎng)欄目 機(jī)床上下游】近，羅-羅公司宣布3D打印正在下一代飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引擎的發(fā)展，在Advance 3引擎中的2萬多個(gè)組建中，其中的一部分是通過3D打印制造出來的。發(fā)動(dòng)機(jī)中還包括陶瓷基復(fù)合材料(CMC)。
 

　　通過使用陶瓷基復(fù)合材料(CMC)和應(yīng)用3D打印技術(shù)，Advance3與代Trent發(fā)動(dòng)機(jī)相比，燃油效率將提高25%，并且提高燃油效率也將降低排放。
 

　　Advance3是大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，根據(jù)裝備發(fā)展研究中心，齒輪箱使用五個(gè)行星齒輪，傳動(dòng)比率為4：1，該設(shè)計(jì)允許風(fēng)扇在氣動(dòng)損失和噪聲都較小的較低轉(zhuǎn)速下工作，同時(shí)，壓氣機(jī)和渦輪在效率較高的高轉(zhuǎn)速下工作，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)涵道比增大，使發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性提高，耗油率、使用與維修成本、噪聲均降低。
 

　　而下一代大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)是羅-羅公司發(fā)展的重中之重，根據(jù)業(yè)內(nèi)專家，羅-羅公司長期持續(xù)推進(jìn)大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研究的項(xiàng)目可以歸納為：Advance2x項(xiàng)目，包括用于公務(wù)機(jī)、支線客機(jī)和部分窄體客機(jī)的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)；Advance3項(xiàng)目，包括用于寬體客機(jī)和大型窄體客機(jī)的大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。其大致發(fā)展途徑是以Advance2和Advance3項(xiàng)目所發(fā)展的雙轉(zhuǎn)子或三轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)在2020年前達(dá)到成熟為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)耗油率比遄達(dá)700發(fā)動(dòng)機(jī)(XWB)至少降低20%。
 

　　3D打印可以將原本通過多個(gè)構(gòu)件組合的零件進(jìn)行一體化打印，這樣不僅實(shí)現(xiàn)了零件的整體化結(jié)構(gòu)，避免了原始多個(gè)零件組合時(shí)存在的連接結(jié)構(gòu)(法蘭、焊縫等)，也可以幫助設(shè)計(jì)者突破束縛實(shí)現(xiàn)功能優(yōu)化設(shè)計(jì)。一體化結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)除了帶來輕量化的優(yōu)勢(shì)，減少組裝的需求也為企業(yè)提升生產(chǎn)效益打開了可行性空間。
 

　　此外，金屬3D打印可以讓打印部件達(dá)到傳統(tǒng)方式無法達(dá)到的薄壁、尖角、懸垂、圓柱等形狀的極限尺寸，讓產(chǎn)品設(shè)計(jì)師有了更大的發(fā)揮空間。在進(jìn)行飛行器中的復(fù)雜零部件設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師由過去以考慮零部件的可制造性為主，轉(zhuǎn)變?yōu)樵霾脑O(shè)計(jì)思維下的實(shí)現(xiàn)零部件功能性為主。
 

　　根據(jù)3D科學(xué)谷的市場觀察，早期的羅-羅發(fā)動(dòng)機(jī)Trent XWB-97就采用了增材制造部件，3D打印的鎳金屬結(jié)構(gòu)件是一件直徑1.5米、厚0.5米的前軸承座，含有48個(gè)翼面。而空客A350-1000用的是XWB-97發(fā)動(dòng)機(jī),XWB-97看起來非常像A350-900的XWB-84發(fā)動(dòng)機(jī)，可產(chǎn)生97000磅的推力。提升的推力主要來自新型高溫渦輪技術(shù)，結(jié)合了更新的發(fā)動(dòng)機(jī)的核心技術(shù)以及更大風(fēng)量的風(fēng)扇來實(shí)現(xiàn)的。這一切的實(shí)現(xiàn)歸根結(jié)底是使用了先進(jìn)的空氣動(dòng)力學(xué)技術(shù)，以及3D打印零部件。
 

　　由此出發(fā)，3D打印開啟了下一代航空領(lǐng)域的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)以及航天領(lǐng)域的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)性能競爭之路。
 

　　根據(jù)航空航天業(yè)內(nèi)專家，航空發(fā)達(dá)國家在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)品研制過程中，持續(xù)出臺(tái)具有指導(dǎo)意義的戰(zhàn)略政策，并不惜巨資實(shí)施系列專項(xiàng)技術(shù)研究計(jì)劃，如美國的綜合高性能渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(IHPTET)計(jì)劃、極發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)(UEET)計(jì)劃，環(huán)境負(fù)責(zé)航空(ERA)計(jì)劃以及歐盟的系列框架計(jì)劃。多種渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)牢牢占據(jù)了各級(jí)別發(fā)動(dòng)機(jī)市場，同時(shí)不斷開展包括齒輪傳動(dòng)、開式轉(zhuǎn)子、混合電推進(jìn)技術(shù)等新型動(dòng)力技術(shù)的探索，呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢(shì)。
 

　　下一步，3D打印將如何助推多元化的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展趨勢(shì)，我們拭目以待！
 

　　(原標(biāo)題：看羅-羅Advance3，感受3D打印如何下一代飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)潮流)