3D打印技術參考注意到,2025年我國在航空發動機3D打印制造領域有多項重要突破公布。從產品類型看,包括渦噴發動機和渦扇發動機;從應用進展看,包括首次試車成功和趨近工程化應用;從制造特點看,涉及復雜結構制造與多材料一體3D打印。本期內容,筆者將細數我國去年在該領域的一系列重要進展。
首款全3D打印
渦扇發動機底面試車成功
2025年12月13日,西安空天機電智能制造有限公司宣布,由中國科學院工程熱物理所、中科航星股份公司等聯合研發,并由西空智造鍛打印技術制造的渦扇發動機,順利完成地面試車,這也是國內首次公開報道的3D打印渦扇發動機試車。
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12月試車成功的鍛打印渦扇發動機
該發動機的開發發揮了3D打印技術一體化制造的核心優勢,將原來由數百個零件通過焊接、螺栓連接的組件合并為一個整體部件,核心零部件數量縮減了40%以上、結構重量減輕了25%。該一體化結構內部還集成了仿生冷卻流道、拓撲優化結構等尖端設計,使發動機高溫部件散熱效果更好、運轉能耗更低、可靠性更高。
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西空智造鍛打印技術制造
渦扇發動機50%零件3D打印
首次點火、一次成功
2025年12月13日,由瀘州懋威科技有限公司研制的MWS200渦扇發動機首次點火、一次成功。該發動機約50%的零件由3D打印制造,從立項到點火僅用時不到12個月,體現出極高的工程應用效率。
懋威科技是瀘州航空發展投資集團有限公司全資子公司,其依托北航陳懋章院士團隊,以小型航空動力研發、試驗和產業化為牽引,不斷開拓靶機、巡飛彈、無人機和低空經濟市場,是北航瀘州研究院重要組成部分。
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MWS200渦扇發動機試車(來自懋威科技公眾號)
MWS200渦扇發動機結構復雜、技術難度高。報道稱,項目團隊充分利用了瀘州航發集團的增材制造產業鏈優勢,大幅提升了核心零部件的試制效率。其瞄準高端無人機、高端靶機等平臺應用,具有結構緊湊、低油耗的特點,3D打印大量整合零件并實現一體化制造的特點勢必再次發揮了重要作用。
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MWS200渦扇發動機(來自懋威科技公眾號)
渦扇發動機是航空動力的重要組成部分,相比渦噴發動機,其結構更復雜,研制難度更大,但燃油消耗可降低20%-40%,對于飛機、無人機和飛彈來說,可大大降低運營成本,提高經濟效益,或者增大航程。無論是西空智造等開的全3D打印渦扇發動機,還是懋威科技的MWS200,均是航空動力領域的使用3D打印技術進行該型發動機開發的重要探索。
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TEI公司開發的TEI-TF6000渦扇發動機,圖文無關
KP16-3D打印渦噴發動機
加速應用落地
KP16-3D打印發動機是中國航發自主研制的國內首款3D打印渦噴發動機,其在2025年多次試飛,被重要媒體多次報道,引起了廣泛關注。該發動機的推力約160公斤,可為巡飛彈、無人機、靶機等平臺提供動力。
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發動機單發飛行試驗(來自中國航發公眾號)
根據央視新聞報道,該發動機整機超過四分之三重量的零件均采用3D打印制造,大幅減少了零件數量,實現了輕量化、高性能的設計目標。2025年,研制單位開展了該發動機首次掛飛試驗、首次單發飛行試驗與更高飛行高度的單發飛行試驗,驗證了極端環境的適配性,未來還將拓展更多的飛行平臺。
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目前,發動機重要部件已通過強度、壽命 試驗考核 ,其中工作條件最惡劣的核心關鍵件——渦輪葉片盤三個試驗件均通過了3萬次以上低循環疲勞壽命考核, 具備裝備 長壽命發動機的能力。發動機實現了轉速和性能達標,整機壽命試驗表明,最大無故障使用時間達設計壽命的1.5倍,能在一千余攝氏度溫度和五萬余轉/分轉速下穩定工作,綜合性能指標達到同尺寸量級渦噴發動機國際領先水平。 研制單位還將進一步優化批產工藝, 盡快實現從技術成功走向產品成功。
多金屬3D打印航空應用突破
2026年1月20日,中國科技網發表文章指出,中科院工程熱物理研究所采用多金屬3D打印制造的整體渦輪葉盤首次通過點火試車考核,根據所提供的試車畫面,時間顯示為2025年10月。
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整體渦輪葉盤點火試車(受訪者供圖,來自中國科技網)
這是全球3D打印行業內首次有報道多材料金屬3D打印的高速旋轉部件通過試車。該渦輪葉盤采用兩種材料制造——盤芯采用高韌性材料,葉片采用耐高溫材料,由3D打印技術實現一體化制造。
該葉盤被被配裝在100公斤推力的渦噴發動機中,先后通過了動平衡試驗、超轉試驗和整機點火試車,在30000RPS轉速下60s穩定工作,各項指標滿足考核要求。它的重大意義就在于,首次實現了多金屬增材制造航空發動機熱端轉動部件點火試車,初步驗證了多金屬3D打印整體渦輪葉盤的穩定性和可靠性。
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整體渦輪葉盤超轉試驗(受訪者供圖)
3D打印用于我國發動機開發,在此前從未有這樣密集的消息公布。這意味著國內研制團隊在基于3D打印的復雜系統一體化集成,高質量制造工藝,極限工況的可靠性,以及更新技術的應用方面正在全面突破、多點開花。
中國航發的3D打印極簡渦噴發動機,是該領域當前成熟度最高的產品。但從其嚴苛的驗證過程也可看出,真正工程化落地,要克服的困難太多。因此,其他兩款渦扇發動機的最終落地應用,同樣要經歷長時間的測試,這體現出3D打印雖能打開全新設計空間,但同樣應當滿足極端可靠性要求。
注:本文由3D打印技術參考創作,未經聯系授權,謝絕轉載。
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