薦讀：北京航空航天大學徐惠彬校長公開課：打造中國航空發動機葉片“金鍾罩”自2015年GE將3D打印的燃油噴嘴應用於(yu) LEAP發動機中後，截止到現在其生產(chan) 數量已經超過了十萬(wan) 個(ge) ，成為(wei) 了金屬3D打印在航空發動機領域量產(chan) 應用的典型案例，同時也揭開了3D打印技術在航空發動機領域的應用序幕。

作為(wei) 世界上推力最強大的噴氣發動機（最大推力能夠達到60.8噸）GE9X同樣也安裝了多個(ge) 3D打印零部件。

GE9X背景簡介

波音計劃為(wei) 其研製777X大型客機選配合適的航空發動機，當時羅羅給出了Trent8115發動機的選配方案，而GE給出了GE9X的選型。之後GE徑直向波音注資了5億(yi) 美元用於(yu) 777X客機的研製，以換取改型發動機供應商的獨家授權。目前GE已生產(chan) 了八架777X所需的GE9X發動機和兩(liang) 台備用發動機。

技術參數

GE9X是世界上最大的航空發動機，風扇直徑達3.4m，進氣道直徑為(wei) 4.5m，僅(jin) 比波音767飛機機身直徑小20cm，比波音737飛機機身直徑大76cm。16個(ge) 風扇葉片全部采用第四代碳纖維複合材料。

布置形式為(wei) 雙轉子，1-3-11-2-6，涵道比9.9:1，總壓比60，推重比5.2。其推力可達470千牛，相較於(yu) 上一代GE航空發動機可節省10%-15%的燃油消耗。

在供應鏈的選定上依然延續了全球采購戰略，由法國的賽峰股份公司為(wei) 其提供風扇機匣和低壓壓氣機，日本的IHI公司負責生產(chan) 低壓渦輪和風扇軸，德國的MTU獲得渦輪中框架的供應資格。

3D打印部件

GE9X擁有如此出色的效能，對3D打印技術的加持有很大關(guan) 係。GE9X上應用了304個(ge) 3D打印零件，其中包括燃油噴嘴、低壓渦輪葉片、T25傳(chuan) 感器外殼、燃燒室混合器、導流器以及熱交換器。

燃油噴嘴

GE9X的燃油噴嘴與(yu) LEAP發動機的燃油噴嘴設計方案基本相同，每台GE9X航空發動機上設計有28個(ge) 燃油噴嘴，由鈷鉻合金3D打印而成。采用3D打印燃油噴嘴可以解決(jue) 燃油混合和燃油噴射等問題，同時還可以減少製造成本，提高使用壽命。

低壓渦輪葉片

低壓渦輪葉片的材質為(wei) TiAl合金，屬於(yu) 脆性材料，SLM技術成形此材料極易出現裂紋缺陷，導致生產(chan) 的產(chan) 品無法滿足工程需求，因此選定了適用於(yu) 脆性材料成形的電子束粉末床技術製備該型號葉片。TiAl合金相比傳(chuan) 統的鎳基高溫合金輕50％左右，具有優(you) 異的比強度，使整個(ge) 低壓渦輪機的重量減少20％，同時將使GE9X提高了10％的推力，每台GE9X發動機上安裝有228片低壓渦輪葉片。

T25傳(chuan) 感器外殼

T25傳(chuan) 感器外殼的材質是CoCr合金，GE在GE90發動機已經開始采用3D打印技術生產(chan) 改型零件了，通過優(you) 化設計將原來10個(ge) 零件合並為(wei) 1個(ge) 複雜結構零件，精度提高了30%。目前已經超過400台GE90安裝了3D打印的T25傳(chuan) 感器外殼，改型零件是GE首個(ge) 獲得FAA認證的增材製造的飛機發動機部件。此零部件的生產(chan) 技術延續到了GE9X發動機上，每台GE9X發動機有1個(ge) T25傳(chuan) 感器外殼。

燃燒室混合器

燃燒室混合器的作用是將空氣和燃油充分混合，並將混合物送入燃燒室燃燒產(chan) 生動力。

每個(ge) GE9X發動機有1個(ge) 燃燒室混合器，由鈷鉻合金3D打印而成。采用3D打印技術的燃燒室混合器可以減少6%的重量，使用壽命提高了3倍，同時減少了零件間的差異。

導流器

導流器內(nei) 部擁有複雜的氣體(ti) 流道，作用是減少冷卻空氣的殘留，提高發動機的壽命。

導流器材質為(wei) CoCr合金，通過3D打印技術將原先13零件組成的結構優(you) 化成1個(ge) 整體(ti) 構件，使用壽命提升了2倍，每台GE9X上裝有8件導流器零件。

熱交換器

GE9X上安裝的3D打印熱交換器具有完全不同於(yu) 傳(chuan) 統換熱器的結構，內(nei) 部設計有複雜的流道，充分利用了增材製造技術優(you) 勢，提高了設計的自由度。

每台GE9X發動機安裝有1個(ge) 熱交換器，由鋁合金3D打印而成。熱交換器是由原來的163個(ge) 零件整合設計為(wei) 一個(ge) ，重量減輕了40%，生產(chan) 成本減少25%，並提高了使用壽命。