金属3D打印技术使得复杂产品的制造变得更加可行

由于可实现十分复杂的产品制造，基于粉末床熔融（PBF）工艺的金属3D打印技术不仅使得复杂产品的制造变得更加可行，而且还创造了更大的围绕着产品生命周期的综合性经济效益。在动力装备方面，PBF技术所成就的产品并不是停留在概念开发阶段，而是已经随着火箭和飞船进入了太空，随着飞机在天空中翱翔，并在发电领域起着“四两拨千斤”般的效益放大作用。3D打印所造就的下一代的产品极大的提升了人类利用资源的水平，这一切已经来到了我们的身边。本期，与网友结合着国际与国内3D打印微型燃气涡轮发动机的案例来领略3D打印所催生的新的商业模式。

微能源解决方案的范式改变

国际

Sierra Turbines从一开始就制定了非常大胆的设计目标，与现有的微型涡轮机相比，实际上是非常雄心勃勃的：不仅仅是零件数量的大幅减少，核心机的大修间隔时间，将实现是市场上现有涡轮机的40倍的目标。

采用增材制造技术为微型涡轮机核心机带来了设计优化空间，从而提升了微型涡轮机性能。与当前先进的涡轮机相比，微型涡轮机开发团队能够创建更具质量效益的结构，预计与现有功率相当的涡轮机相比，推力重量比显著提高。设计开发团队重新考虑了燃烧室中的燃油喷雾和火焰形状。传统设计中，燃料是在围绕燃烧室直径的许多点处喷射的，然后通过控制围绕它们的空气流来稳定这些圆柱状火焰。而在增材制造一体化的核心机中，集成了一个360度喷油嘴，通过该喷油嘴，燃油能够在燃烧室的整个圆周上均等地输送，并在雾化的同时穿过点阵结构，产生环形火焰，获得稳定涡旋。

3D打印带来的竞争优势包括：

- 减少零件数，原来61个独立的零件以结构一体化的单个零件实现制造

- 由于结构一体化，消除了接口并提高了尺寸精度，因此公差更小

-  减少组装工作和后期处理

-  成就自由设计，实现复杂的几何形状

通过VELO3D的设备，Sierra Turbines可以生产薄壁、高纵横比的燃烧器。在制造复杂几何形状时，VELO3D具有令人满意的功能。VELO3D的金属3D打印打印机以其获得专利的SupportFree工艺实现近乎无支撑的产品几何自由度而闻名，该工艺减少了复杂通道，浅悬垂和低角度的支撑结构的必要，这为微型涡轮机核心机带来了实现高度集成设计的可能性。

3D设备优势详细解析

这款核心机所采用的3D打印材料为镍超合金，是许多大型燃气轮机燃烧室的首选材料。增材制造使Sierra Turbines能够获得复杂的设计功能，以提高热效率和获得更长的维修间隔，这是前所未有的突破。

目前，Sierra Turbines已与多家无人机制造商签署合作协议，这些无人机将在发布测试数据之前成为其客户。此外，Sierra Turbines打算与AUVSI协会合作，充分利用AUVSI协会广阔的会员网络。借助3D打印的微喷发动机动力装置，无人机可以更安全、更便捷、更频繁、更经济地完成任务。

国内

深圳意动全3D打印的微型涡喷发动机高温点火实验

NK10和NK50 两款微型涡喷发动机在多处关键零部件结构设计方面融入了增材设计的概念，减少了发动机零件数量，降低了发动机的整体重量，增加了部分结构件的强度，实现更低成本、更优性能、更长寿命的目标，是满足先进低成本微小型空中武器系统推进动力和车船混合动力以及增程动力需求的先进动力装置。