飛機上的零件每減輕一點重量就將使飛機節(jié)省大量的燃油消耗，以一架起飛重量達65噸的波音737 飛機為例，如果機身減輕一磅（約0.45千克），每年將節(jié)省數十萬美元燃油成本。

在前不久舉行的第十八屆北京航展中，中國航發(fā)集團展示了中國航發(fā)增材制造發(fā)動機項目所取得的輕量化發(fā)動機設計成果。選區(qū)激光熔化金屬3D打印技術助力中國航發(fā)增材制造發(fā)動機項目制造了多個零部件，實現了發(fā)動機零件結構集成化設計，并實現了一體化打印。

實現減重目標

中國航發(fā)增材制造發(fā)動機項目中的增材制造發(fā)動機零部件由鉑力特使用BLT-S310設備制造。項目主要有兩個創(chuàng)新點：

1. 建立了基于增材制造技術的發(fā)動機零件集成化設計技術，通過該集成化技術，研制了一型基于增材制造技術的高度集成化的小型渦噴發(fā)動機，零件集成率高達81%，降低發(fā)動機裝配難度，提高發(fā)動機的可靠性和維修性；

2. 建立面向增材制造和拓撲優(yōu)化技術的零件輕量化設計技術，在創(chuàng)新結構空心離心葉輪、空心渦輪軸及空心渦輪盤等優(yōu)化設計有了重大突破，并采用增材制造工藝實現了空心轉子件的加工制備。

其中，導向器蒸發(fā)管組件、尾噴管均為薄壁結構，傳統(tǒng)加工方式為多個零件組裝而成，現采用3D打印工藝，可直接實現多個零件一體化成形；渦輪軸是空腔結構，鉑力特在項目過程中對渦輪軸進行了零件特征識別、設計區(qū)域劃分、拓撲優(yōu)化計算和模型重構，實現了整體結構減重約19%。

同時，鉑力特還完成了離心葉輪、葉輪盤等零部件的增材制造工作，葉輪盤較薄部位的厚度為0.8mm，鉑力特采取尺寸補償控制葉片精度，將偏差控制在0.1mm以內，此葉輪盤零件經超轉破裂試驗，轉速可達到122000r/min。此外，鉑力特還在項目中協(xié)助解決了葉片及流道的尺寸控制問題。

在整個項目中，鉑力特充分考慮客戶需求及航空發(fā)動機在結構、性能、工藝、強度、剛度、重量等各方面的要求，開展發(fā)動機零件結構集成化、輕量化設計研究，實現復雜零件一體化打印，助力中航發(fā)實現“與采用傳統(tǒng)加工工藝的發(fā)動機相比，發(fā)動機本體零件數減少50%以上，發(fā)動機本體減輕質量不低于15%”的項目目標。