激光與 3D 打印融合應用，推動航空發動機制造技術發展近日，國產 3D 打印微型渦噴發動機成功完成單發飛行試驗，展示了增材制造技術在航空動力領域的實際應用進展。據公開資料顯示，這款極簡輕質微型渦噴發動機由國內研發團隊自主研制，是國內首臺完成飛行驗證的 160kg 推力級 3D 打印發動機。
11 月 13 日，該發動機順利完成首次單發飛行試驗。在試驗過程中，發動機作為靶機單一動力來源，持續穩定運行 30 分鐘，飛行高度達到 6000 米、速度最高達 0.75 馬赫，整體狀態平穩。
本次試驗是在今年 7 月掛飛驗證基礎上的進一步測試，重點評估了發動機在高空、低溫及波動氣流條件下的工作可靠性。試驗結果表明，發動機總體設計方案以及制造工藝在實際飛行環境中得到了驗證。
該微型渦噴發動機采用多學科拓撲優化與金屬增材制造技術。超過四分之三重量的零件由 3D 打印一體成形，核心轉子件亦全部由增材制造完成，呈現以下特點：
增材制造技術在形狀復雜、受力關鍵的航空發動機部件上表現出明顯優勢。
在該發動機的研制過程中，激光技術不僅應用于金屬增材制造，也在多項工藝環節中發揮作用，包括：
● 精密微孔加工
激光可在高溫合金和陶瓷基復合材料上實現高深徑比微孔加工，用于實現葉片冷卻孔、氣膜孔等關鍵結構。
● 激光光場測量
通過激光散射實現高速流場參數測量，可用于研究速度場、溫度分布等數據，為發動機空氣動力設計提供支撐。
● 激光表面強化
利用超短脈沖激光誘導沖擊波，可提升薄壁構件的疲勞性能，適用于葉片、導向器等對壽命要求較高的結構件。
激光工藝對光源質量、輸出穩定度、散熱控制均高度敏感，因此對設備運行環境提出更高要求。
無論是金屬 3D 打印設備中的高功率激光器，還是用于精密制孔、表面強化的工業激光加工系統，在運行過程中都會產生大量熱量。激光器對溫度極為敏感，其輸出功率、波長穩定性、光斑質量等均受溫度波動影響。
因此，高穩定性的激光冷卻系統是激光設備可靠運行的基礎設施。
在國內工業激光應用與金屬增材制造領域中，特域冷水機為多類激光設備提供溫控解決方案，覆蓋從連續光纖激光器、皮秒/飛秒激光器到金屬激光熔融成形設備的溫控需求。其冷水機產品廣泛應用于：
這些溫控系統的作用是提供恒定且可控的工作溫度，幫助激光器維持穩定的輸出特性，從而支持加工質量、設備壽命以及工藝一致性的要求。
國產 3D 打印微型渦噴發動機的成功試驗，展示了增材制造、拓撲優化、激光加工等技術在航空動力領域的融合發展趨勢。在未來，隨著制造技術的不斷成熟，航空發動機的設計自由度、生產效率以及部件性能穩定性將持續提升。
在這一過程中，從激光系統到溫控系統在內的多項關鍵技術都將繼續為航空動力裝備的研發與制造提供支撐。
本文鏈接：https://teyu.com.cn/info-detail/774.html
