英國航空發動機企業借助3D打印技術,完成了新一代 UltraFan 發動機驗證機核心結構的設計與生產。這款發動機代表了未來民用航空動力的前沿方向,有望在未來幾十年里重塑可持續航空出行的發展格局。本次通過 3D 打印完成的關鍵部件為尾部軸承座(TBH),作為發動機內部的重要承力構件,它也是將發動機與機身相連、承擔各類運行載荷的兩大核心部件之一。

尾部軸承座(TBH)承擔著發動機在各種工況下的受力任務,內部集成了支撐風扇軸的部分軸承結構,而風扇正是發動機產生推力的核心部件。UltraFan 發動機所配備的可拆卸消音板同樣采用 3D 打印制造,可使渦輪噪聲降低 50%。降噪性能將成為未來航空技術發展的重要指標,相關技術規劃目標是在 2050 年前后實現約 65% 的降噪效果。
3D 打印技術在航空發動機制造中具備顯著優勢,能夠將數十甚至上百個零散零件整合為一體。以 GE Catalyst 發動機為例,作為全球首款大規模應用 3D 打印構件的渦槳發動機,借助增材制造技術大幅簡化了生產流程,原本需要傳統工藝加工的 855 個零件,經結構優化后僅保留 12 個。零件數量的精簡顯著提升了制造效率,同時使發動機重量降低 5%,燃油效率提升 1%,充分體現了 3D 打印一體化制造的突出價值。
以往這類關鍵部件大多采用焊接、螺栓緊固等方式,由多個零件拼裝而成。如今工程師通過結構優化,將原先分散的零件集成為單一復雜構件,這種結構無法依靠傳統鑄造或機加工方式實現,只能通過 3D 打印一體成型。一體化結構省去了裝配環節,不僅有效減輕了部件重量,還從根本上避免了裝配部位可能出現的磨損問題。
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