南极熊探秘全3D涡扇发动机背后的“锻打印”技术

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南极熊3D打印网

2026-02-04 07:32发布于云南

导读：前不久，一个全3D打印的涡扇发动机地面试车成功，在研发单位当中西安空天机电智能制造有限公司赫然在列。

2026年1月，《南极熊来了》访谈节目走进西空智造工厂，与西空智造总工程师王强深入交流，探秘这项颠覆传统的3D打印技术，以及西空智造在航空航天等领域的亮眼成果。

独创 “锻打印” 技术：性能优于锻件，疲劳强度大幅提升

西空智造的核心3D打印技术被称作“锻打印”，这是一项升级版的金属 3D 打印技术，在传统激光粉末床熔融技术基础上，融入了激光冲击强化技术，采用两种不同激光器同步加工，形成 “1+1” 的激光器配比模式，例如 4 激光设备便配备 4 个红外激光与 4 个强化激光，共 8 个激光器协同工作。
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这项技术的优势十分显著，在金属粉末床熔融过程中，使用超快激光冲击强化能对 3D 打印成形件逐层强化，为成形件提供力场，实现对打印件组织和应力的有效调控，其目标是让 3D 打印成形部件性能达到甚至超越现有锻件水平。王强表示，从实测数据来看，在钛合金、高温合金、铝合金等主流材料上，“锻打印” 产品性能已优于锻件，尤其疲劳强度较传统粉末床熔融成形件提高 20%-30%，同时还能保证良好的塑性，为高要求领域应用奠定坚实基础。


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全系列设备布局：覆盖科研与工业，助力不同场景需求


基于 “锻打印” 技术，西空智造已开发出从小幅面到大幅面的系列设备，精准覆盖科研与工业两大场景。


科研版设备为小幅面设计，主要面向高校、科研院所。这类设备能助力科研人员探索新工艺、应用 3D 打印新材料，解决行业前沿问题。而工业级设备则聚焦工业化、批量化生产，打印幅面涵盖 300mm、450mm、650mm，后续还将研发更大的米级设备。其中，650 型号工业版大型设备凭借 8 光束的配置，拥有 650mm×650mm 的成形幅面和 720mm 的成形高度，具备高效、稳定的工业化生产能力，该设备也成功入选国家增材制造优质产品。


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此外，西空智造在去年 11 月推出的针对高校科研院所的科研版 Laser Plus 鸳鸯版设备，近期完成重大升级。升级后融入最新光束整形技术，光斑直径保持在亚百微米级（sub-100μm），激光总功率可达 1000瓦，实现了 “四合一” 功能 —— 传统激光粉末床熔融、打印过程中两束光束匹配的锻打印、借助光束整形提高打印效率与精度、对成形件任意部位单独进行激光冲击强化，为科研工作提供了多功能、高性能的实验平台。

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深耕航空航天领域：全3D涡扇发动机试车成功，攻克关键难题

在应用领域，西空智造将 “锻打印” 技术的优势充分发挥在航空航天关键部件制造上。据王强介绍，航空航天领域的动力部件多为转动件，对疲劳性能、持久性能要求极高，而 “锻打印” 技术恰好能满足这一需求，可用于制造航空发动机叶片、涡轮、高温部件、机匣、散热器等关键动部件。
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值得关注的是，西空智造联合中科院工程热物理所、中科航星等设计与应用单位，共同研发出国内首台采用全 3D 打印技术制造且完成地面试车的涡扇发动机。该发动机采用全新设计理念，优化零部件结构，实现了一体化、整体化与轻量化目标。与传统涡扇发动机相比，其零部件减少 40%，重量减轻 20%-30%，工作效率显著提升。在研发过程中，西空智造运用 “锻打印” 技术，成功攻克了叶片、涡轮、转子等动部件制造的技术难题。目前，该发动机已进入往型号推广及准备实际试飞的阶段，未来有望为航空航天领域发展注入新动力。

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拓展电子束打印：发力 AI 芯片散热，对比绿光打印各有优势

除 “锻打印” 技术外，西空智造近两年推出的电子束 3D 打印设备，在铜及铜合金打印领域表现突出，尤其在 AI 芯片散热这一热门方向展现出巨大潜力。

王强表示：“电子束打印相较于激光打印，对高反光的铜及铜合金材料更为友好。西空智造的电子束设备采用独特的点打印策略，区别于现有电子束打印常用的扫描式策略，大幅提高了打印精度。在 AI 芯片散热领域，由于散热结构细小、内流道多，高精度的点打印策略能更好地满足精细化、小型化的散热需求。同时，该设备在成形效率上也较传统电子束打印有所提升。”

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当被问及电子束打印铜与绿光打印铜的优劣势时，王总表示，绿光 3D 打印在铜合金应用上有良好发展趋势，但目前在硬件成本、寿命、稳定性方面仍需完善，大面积工业化应用尚需时间。而电子束打印在精度上具有优势，西空智造的点熔策略进一步提升了电子束打印精度，两者各有特色，可根据不同应用场景选择。

聚焦核心领域，规模持续壮大

如今，西空智造员工规模已超过 170 人，整体发展态势良好。未来，西空智造将继续聚焦空天动力关键部件领域，重点围绕航空发动机、民用商用发动机、小型动力及低空经济相关动力部件，深耕叶片、涡轮、机匣、散热器等关键动部件、高温部件的增材制造，以技术创新推动行业发展，在 3D 打印赛道上持续领跑。