3D打印技术在航空发动机换热器研制中的应用展望

《3D打印技术在航空发动机换热器研制中的应用展望》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、P。wERBEAMPR。cEss高能束流加工3D打印技术在航空发动机换热器研制中的应用展望ApplicationProspectof3DPrintingTechnologyonAeroengineHeatExchangerDevelopment中航工业沈阳发动机设计研究所于霄吕多赵孟姜楠李洪莲夏梦中航工业发动机控股有限公司姜向禹西安铂力特激光成形技术有限公司王俊伟【摘要】简要介绍了3D打印技术的发展历程和国内外的研究现状，重点介绍了3D打印技术的特点及其应用于航空发动机换热器研制的原因．分析了相关应用实例，最后对3D打印技术的应用

2、前景进行了展望。关键词：3D打印增材制造换热器航空发动机lABSTRACTlWiththedevelopmentofaddi-tivemanufacturing，3Dprintingtechnologyhasbecomeapowerfultoolformanufacturingofaeroengine．Inthispaper，theapplicationof3Dprintingtechnologyindiffer-entfieldsisdiscussed．Theaeroengineheatexchangerwith3Dprinti

3、ngtechnologyaccordswiththespecialfeaturesofaeroengine．Theoutlookof3Dprintingtechnologyisalsoaddressed．Keywords：3DPrintingAdditivemanufacturingHeatexchangerAeroengine3D打印技术是增材制造技术(AdditiveManufacture)的通俗名称⋯，有别于传统的去除材料加T技术，它是以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合材料，通过连续的物理层叠加，逐层增加材料

4、来生成三维实体的技术。1979年日本就提出了“快速原型”的概念，这是3D打印技术的雏形。1984年，美国人查尔斯·赫尔提出了一种称为“立体光刻”(StereoLithography)的技术，即利用紫外线照射将树脂凝固成形以制造物体，该项技术于1986年获得专利。1993年，美国麻省理工学院多名技术专家发明并申请了3D打印技术专利。自此之后，3D打印技术开始突飞猛进，3D打印的材料和产品的范围大大拓宽，大型工业打印机除了塑料之外还可以打印金属、橡胶和陶瓷。不管是零部件还是新设计的产品，不管是惰性的还是有机的材料，也不管是显微镜下才能

5、看见的物体还是一幢很大的房子，不管是在地面上还是在太空中，都可以通过3D打印实现，3D打印的产品覆盖了许多行业。3D打印技术作为一种新的快速成形制造技术【2l，经历了技术潜伏期，现在已经进入快速发展阶段。据估计，2016年3D打印市场规模将达到44．5亿美元，市场发展潜力巨大。1国内外发展现状目前3D打印技术主要应用于产品模型模具制造、航空航天、文化创意、生物医疗、艺术创作以及个性化定制等领域，如图l所示。3D打印技术不仅为创新设计开拓了广阔的空间，同时也对传统的加工技术提出了巨大的挑战。在航空航天等高端制造业领域13"41,其加

6、工制造有许多特殊和专业要求，如复杂结构、减轻重量、延长使用寿命、缩短研制周期、提高经济可承受性等，3D打印技术正好可以解决高加工难度问题，满足设计要求。目前，美国GE公司、普惠公司和英国罗·罗公司这全球3大航空发动机工业巨头15刊均已开展3D打印技术(c)加强组件(d)莫比乌斯环图13D打印技术的应用实例Fig．1Applicationcasesof3Dprintingtechnology2014年第22期·航空制造技术43高能束流加工P。wERBEAMPR。cEss在航空发动机上的应用研究，以提高公司产品在航空发动机领域的技术领

7、先优势。GE公司作为全球最大的航空发动机制造公司，其产品占全球市场的70％以上。2013年，GE公司通过收购MorrisTechnologies、RQM等3D打印增材制造商，提高了航空发动机的生产能力。3D打印技术赋予了GE公司在发动机上减少成本和重量的机遇。有报道称，GE公司已经开始采用3D打印技术制造波音747和空客320所用发动机的燃油喷嘴。普惠公司认为，3D打印技术能够完成薄壁、轻质、复杂结构件的高精度制造，这将给航空航天制造带来新的技术革命，而飞行器中很多关键部件制造技术也因此需要重新进行全面评估和工艺改进。为此，普惠公

8、司于2008年成立了专门的技术部门，从德国EOS公司引进设备，对飞行器常用金属材料的成形工艺和性能进行全面分析，积累相应的工艺数据，加快推进3D打印技术在航空航天制造领域的应用。英国罗·罗公司也宣布将采用3D打印技术制造喷气发动机的金属零部件。20