我国首款3D打印涡喷航空发动机首飞成功，3D打印发动机难在哪？

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“发动机上电、点火、达到额定起飞转速，起飞！”

伴随着指令被下达，有一架无人机，其长度是3.3米、翼展为2.1米，该无人机的火箭助推器喷射出红色尾焰，很快地，这架无人机抵达了6000米的高度，其飞行的时长为30分钟，最大飞行速度是0.75马赫……在陕西定边县，一项关于新型航空发动机的首次单发飞行试验正在进行开展。

试飞结果表现出来，发动机维持稳定工作状态，所有参数都契合设计要求，所有零件都没有出现任何破坏或者失效情形，成功验证了在高空以及复杂环境之下的可靠性 ，中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所的项目负责人米栋讲解 。

别看这款个头并非很大的发动机，但其意义并非普通寻常不过尔尔：此乃我国依靠自身进行研制的首款运用 3D 打印技术的涡喷航空发动机，它弥补填充了国内发动机整机在 3D 打印工程应用方面所存在的空白状况。

对于好多人来讲，3D打印技术可不是啥陌生事物。那么3D打印航空发动机，其困难之处在于哪儿呢？

米栋进行介绍，相较于打印普通产品，运用3D打印技术去制造航空发动机，其难度呈现指数级增长，要跨过“消费级制造”跟“极限工程制造”之间的鸿沟。

从材料方面来看的话，普通的这些相关产品，大多会去使用特别容易进行加工操作的那个树脂塑料，然而用于航空发动机的材料却是高温合金，这种材质存在着诸多特性，它特别难以熔化，硬度相当高难度很大，冷却时候收缩率非常大，另外成分也是极为复杂的状况，在打印之后极其容易发生变形开裂这样的情形；从精度这块儿上说，普通产品对于精度的要求相应来讲是比较宽松的，可是航空发动机那些关键的零件，其精度是绝对不能够出现哪怕是极其细微的偏差的；从性能角度而言，普通产品一般仅仅只需要承受比较轻微小大小的外力就可以了，但是航空发动机的涡轮叶片，要在如同手指大小的尺寸范围之内，去承载相当于一辆轿车重量的负荷，与此同时还要抵抗住千万次交变载荷的那种冲击，并且绝对不能产生哪怕是极其微小的裂纹，对于性能方面的要求是相当之高的。

难度大、要求高，为什么仍要探索3D打印技术制造航空发动机？

中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所高级工程师文长龙解释，这是由于该技术具备诸多独特优势，举例来说，以往的减材制造针对整块原料展开切削加工，会致使材料出现浪费情况，然而3D打印属于增材制造，其材料利用率高达90%以上，与此同时，借助3D打印技术能够达成迷宫式冷却通道、一体化承力结构等传统加工工艺难以完成的精密设计，使得设计更为开放灵活。除此之外，3D打印技术在无需对生产线做出调整的状况下，能够实现不同产品的切换。其小批量以及定制化的生产方式，可把研发周期缩短超过30%，让创新设计落地处于持续“加速”的情形之中。

文长龙说，在传统减材制造的领域当中，那些发达国家存在着技术方面的积累以及装备方面的优势。我国要是能用好3D打印这一新兴的技术，那么有望凭借着新技术的研发，还有完备的产业链，获取在航空发动机等关键领域的突破瓶颈的成果。

新技术应用并非一帆风顺，研制路上难关重重。

“3D打印存在一体化成型这般的优势，然而与之相随的是，它缺失了传统连接零件所具备的摩擦阻尼效果，进而致使发动机振动明显增大。为了能够成功攻克这一难题，研制团队创新性地提出了一种思路，即‘多学科拓扑优化设计技术与3D打印制造技术进行深度融合’，凭借此思路而攻克了一系列关键技术卡点。”中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所结构强度研究部副部长钱正明如此说道。

当下，这款新型的航空发动机，其主要性能已然超过了同类产品，在耗油率方面有所降低，推重比得以提升，零件数减少了百分之六十，不但使得装配隐患大幅削减，还对运维流程进行了简化，降低了制造以及部署成本，未来能够适配测绘、巡检等中型特种无人机，应用前景十分广阔。

钱正明表示，持续开展3D打印技术参数的优化工作，推进型号试验验证的相关进程，再者加强与下游企业在场景方面的合作事宜，加快达成新型航空发动机规模化以及产业化应用的目标。

《 人民日报 》（ 2026年01月10日 06 版）

(责编：袁勃、赵欣悦)