3D打印颠覆航空业！中国自主研发涡喷发动机首飞成功，成本直降50%

当传统制造遭遇瓶颈，90%材料被浪费、精度难控、成本居高不下时，3D打印技术如何实现核心部件一体化成型，将材料利用率提升至95%以上？本期对话航空动力专家晨风，揭秘中国首次实现3D打印涡喷发动机单发飞行的技术突破。这不仅让导弹射程更远、成本更低，更将重塑军事格局；而在民用领域，从无人机到太空探测器，这项技术正让高端装备不再成为“有钱人的专利”。中国如何从材料研发到安全认证实现全链条自主创新？听专家解析核心技术如何掌握发展主动权。

哈喽大家好，欢迎收听我们的播客，我是主持人凌薇。今天，我们有幸邀请到晨风老师，他是航空动力领域的专家。陈老师跟大家打个招呼，大家好，我是晨风，很高兴来这里和大家分享。三d打印窝喷发动机的话题，今天我们要聊的是中国自主研发的三d打印极简涡喷发动机的首次单发飞行试验，这件事情其实挺厉害的，因为这个发动机不光是完成了试验，而且它的推力表现等等的一些数据都是非常厉害的。更重要的是，它用三d打印的方式，来实现核心部件的一体化成型，这其实是一个技术上的很大的突破。没错，那我们就开始聊，咱们先来聊第一个话题，就是传统制造的困境，咱们先来聊一聊，就是在涡喷发动机的生产过程当中，到底会遇到哪些比较棘手的难题，就涡喷发动机它其实是一个非常复杂的机器，就它的核心部件，比如说它的压气机，它的涡轮，这些部件都是需要极高的加工精度和材料性能的，就是任何一个微笑的缺陷，都可能导致整个发动机的失笑，听起来每一个环节都很难。对，没错，而且，像离心涡轮这种东西，它是在高温高压的环境下，每分钟数万转的情况下工作，然后它的加工就传统的加工方式，是需要用到高端的五轴加工中心，而且它的公差需要控制在微米级别，否则的话，就会影响整个发动机的动平衡。对，所以它的设备成本是非常高的，而且它的加工效率很低，所以就会导致整个发动机的成本居高不下。有没有哪些具体的例子？就是说传统制造方式到底在发动机生产当中遇到了哪些比较棘手的问题比如说像一些结构复杂的零部件多孔的不规则的蜂窝件这种东西，就传统的方式根本就没有办法加工，然后它又会影响发动机的性能，又很难控制它的质量，停起来，好像传统方法就是有很多盲区，没错，而且像一些大型的结构件，比如说像战斗机发动机的承载框这种东西，传统的方式就是切削加工的话，会有90%以上的材料都被浪费掉。然后它的流程也很繁琐，它的精度也很难保证，它的效率也很低，所以这就导致发动机的量产是非常困难的，而且它的成本也很难降下来。那你觉得就是面对这些传统制造的困镜三d打印技术会给中国的涡喷发动机产业带来哪些？改变三d打印它是一个增材制造，它是一个按照数字模型一层一层的堆叠起来，所以它没有传统的那种切削加工的这些限制，所以它可以制造出非常复杂的高性能的零部件。而且它的材料利用率可以高达95%以上。然后它的生产周期也可以大大缩短听起来好像三d打印就是为高端制造量身定制的，而且三d打印它海可以进行一些。传统的工艺很难实现的一些结构优化然后它的力学的性能也是非常可靠的再加上它可以去掉很多的中间的工序，所以它的成本也会大大降低所以这就会让发动机的量产变得更容易，所以这对于整个行业的技术进步和产业的升级都是有非常大的推动作用。行传统制造的困境，这部分内容咱们就先聊到这，休息一下马上回澜来，咱们来聊第二部分，就是三d打印的优势对吧，我也特别想知道，三d打印在制造复杂结构这一块到底有多大的优势就是3d打印它是一个逐层的堆积，所以它可以从任何一个形状开始，就它可以去掉很多的模具。和传统的那些加工方法相比，就可以直接网络化的去制造出非常复杂的几何形状。而且它的精度是可以达到微米级的，所以很多以前做不出来的东西现在都可以做了。没错，像一些多孔的不规则的蜂窝剑，然后包括一些整体的涡轮叶片这种东西，传统的工艺是很困难的，甚至是不可能的。但是现在三d打印就可以，而且它打印出来，这种结构的性能是非常均匀的，它的力学性能是可以跟传统的锻造件相驳，美的甚至在某些方面还要更优。对，所以这就会让发动机的设计可以更自由的去进行优化。那三d打印在降低成本和材料浪费这方面到底能做到什么程度？就十三d打印它是一个按需用料，它不需要去切笑掉那些多余的材料。所以它的原材料的利用率可以高达95%以上。那这就比传统的那种切削加工要高很多了，听起来好像三d打印就是为省钱量身定制的，而且三d打印它还可以去掉很多的中间的工序，所以它的生产周期也可以大大缩短。对，然后，它的综合成本可以降低50%以上，而且随着这个技术的规模化应用成本，海会进一步的下降。对，所以这就让大规模的定制化的生产成为了一个可能，也让这个高端的装备不再是有钱人的专利。那三d打印在提升发动机的性能和精度方面到底能做到什么程度？就是三d打印，它可以通过数字建模和拓扑优化，把发动机的结构做到最情，然后最强，而且它的内部的流道也可以做的非常的复杂，所以这就会让它的推重比和效率都有一个非常大的提升。所以三d打印就是让发动机变得更高笑，而且三d打印的零部件的力学性能是非常稳定的，然后它的表面质量也是非常高的，所以它的抗疲劳性能和耐高温的性能都是比传统的工艺要强很多的所以这就会让发动机可以在更极端的环境下工作。对，所以它的可靠性和安全性都有一个非常大的飞跃。聊了这么久的三d打印优势，感觉信息量不小，咱都歇会喝口水待会继续。咱们现在要聊的就是这个战略意义了，就是三d打印的涡喷发动机到底会给未来的军事格局带来什么样的变化就是三d打印的涡喷发动机，它不光是让旋飞弹可以有更远的射程更高的速度，它还可以让导弹的制造成本大大降低，然后产量大大提升。所以这就会让所谓的导弹防御系统变得非常的不堪一击，听起来像是在军事领域引发了一场革命。对，就是中国率先实现了这个三d打印的高推力发东机的量产，然后，包括这种低成本高精度的巡飞弹的批量生产，这就会让解放军的火力投送变得前所未有的灵活，而且这种装备的补充也会变得非常的容易，所以这就会让传统的军事平衡会被彻底打破。那三d打印的涡喷发动机到底会在哪些民用领域创造出新的突破。三d打印的发动机不光是用在这种无人机上面，它也可以用在一些小型的通航飞机上面，甚至它也可以用来推动一些太空的探测器。对，所以这就会让航空的门槛变得很低，然后，包括航天能源汽车这些领域，也都会因为三d打印的技术而迎来一个新的变革。所以几乎是各行各业都有可能因为这项技术而发生改变。而且三d打印海可以用来修复一些复杂的零部件。对，然后，包括它可以用来定制一些医疗的植入物，甚至它可以在月球、火星这些极端的环境下面，用来制造一些关键的部件。所以这就是为什么，它是一个真正的高端制造业的一个未来的方向。中国在发展三d打印技术的时候，到底是怎么做到让这个东西真正的实现了自主创新中国不光是在三d打印的设备研发上面实现了突破。更重要的是，中国海建立了完整的金属粉末的材料产业链，就是可以从源头上来解决这个材料的瓶颈，所依恋材料都是可以自己生产的。没错，而且三d打印的发动机的关键部件的。寿命包括它的安全性的考核，都是中国自己建立的试验体羲和认证。对，所以这就是一个完整的自主的链条。对，所以这个就是真正的让中国在高精尖的领域实现了一个赶超。对，今天咱们聊了这么多，关于三d打印的涡喷发动机带来的技术上的突破。然后也聊了聊它可能会给未来的军事格局和民用领域带来的巨大的变化。对，所以其实也告诉我们，只有掌握了核心技术才可以真正的掌握。我发展的主动权。好了，那么这就是我们这期播客的全部内容了，然后感谢大家的收听，我们下期再见。