我国需要什么来制造喷气发动机?金属3D打印

2021 年 08 月 24 日

      世界上所有的东西,中国做不到的大概只有三样:宽体商用飞机、世界一流的航空发动机、最新一代EUV芯片厂。
      此前,我们研究了我国几十年来如何尝试开发自己的本土战斗机。然而,在大多数情况下,我们仍然无法可靠地生产最新的喷气发动机。是的,中国确实制造了各种航空发动机,但他们目前没有最新、最好、最可靠的发动机。总而言之,我们的确还需要一段时间才能实现,但我们从来不怀疑我国最终会制造成功。

  GE的GE9X发动机
       那么,为什么制造喷气发动机这么难?这可能是物理和材料驱动产品的最极端例子,它需要许多材料、许多流程、大量软件和大量技术才能组合成高度具体的设计。设计必须按照最严格的要求、规格、标准和卓越性进行制造,才能发挥作用。然后,对于数千次飞行,在承受超过 1500°C 的温度的情况下,最终产品必须每次都可靠地工作。质量问题、材料问题、装配问题——它们都可能导致一个错误,一个错误足以导致致命故障。
        我可以给你最新的航空发动机的计划,但你不能制造这些计划。为此,需要相当多的机构知识。要做到这一点,需要大量知识以及严格的标准、程序、实践、培训和设施。每一个部件都需要精益求精,这意味着您不仅要拥有优秀的数控操作员、材料和程序,还需要优秀的数控设备和知识。您将使用的所有材料和工艺都需要类似的经验和知识。通常整个城市或数百家公司的生态系统聚集在一起生产发动机。在全球所有企业中,能够设计和制造最新一代航空发动机的企业屈指可数。
  GE的Cameri生产区
       任何试图征服航空发动机挑战的人都将面临一系列奇妙的挑战。同时,它需要培训、程序和最佳做法的传播。无论你有多少钱,这都不是你可以立即做到的。因此,想象一下,对您的国家来说,最重要的事情之一就是为第五代及以后的战斗机生产可靠的喷气发动机。您认为这对您国家的持续独立和繁荣绝对必要。您正在花费数十亿美元来尝试制造 Inconel 和其他镍超级合金。您花费数十亿美元制造高纯度和所需性能的钛合金,并花费数十亿美元试图掌握复合材料。
        您正在计算疲劳寿命、测试批次的材料、需要制造材料工厂、制造锻造和铸造设备等等。您正在建造高精度的 CNC 机器和工厂来生产用于复合材料的树脂,因为制造喷气发动机需要一座城市。然后你会了解到,如果它们是 3D 打印的,那么所有重要的风扇叶片可能会更轻、更好。您听说 GE 正在制造一种由于 3D 打印而燃油效率提高 10% 的发动机。您听说 300 个 GE9X 发动机部件已减少为仅 7 个 3D 打印部件。然后您了解到涡轮螺旋桨发动机 35% 是 3D 打印的,其中 855 个项目组合成 12 个 3D 打印部件。那台发动机将减轻 5% 的重量,减少 20% 的燃料消耗,并产生 多于10% 的功率,而开发时间仅为两年,而不是通常的 10 年。那么您对 3D 打印感兴趣吗?

  GE的催化剂涡轮螺旋桨发动机

        是的——绝对是的。不仅因为您可以减少零件数量,使发动机更轻并提高其性能。特别是 3D 打印将加快您的上市时间并让您更快地开发引擎的想法对您非常有吸引力。想象一下,您的国家比计划提前几年实现完全和完全的独立。可以犯更多错误,可以迭代改进更多部分,这尤其令人兴奋。同时,以这种方式设计和开发新事物不仅可能更快,而且实际上更便宜。并且必须使用更少的其他技术、材料和工艺。您会看到生产步骤数量减少,工具减少,出错机会减少。

       通过将制造风险集中在 3D 打印上,同时消除出错的机会,降低成本和加快上市时间将使 3D 打印成为任何想要开发喷气发动机的人探索的令人陶醉的技术。 GE 使用 Additive 的商业案例很棒,但中国使用 Additive 在航空发动机领域获得同等地位的商业案例也非常棒,这对我国开发喷气发动机具有战略性的意义。

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