2025年12月17日,由中国科学院工程热物理研究所、中科航星科技股份有限公司、西安交通大学等联合研发,陕西企业西安空天机电智能制造有限公司(以下简称“西空智造”)承制的国内首例全3D打印涡扇发动机,在陕西顺利完成地面试车。这一突破标志着我国航空发动机制造技术从传统“多零件组装”向“一体化成型”的跨越,为航空动力装备的轻量化、高性能发展开辟了全新路径。
技术突破:数百零件简化为一体化构件
该发动机依托增材制造技术,彻底颠覆了传统航空发动机“数百个零件组装”的制造范式。通过激光粉末床锻打印等先进工艺,发动机核心部件被简化为多个一体化构件,核心零部件数量缩减40%以上,结构重量减轻25%。西空智造董事长刘所利表示:“我们实现了仿生冷却流道、拓扑优化结构等尖端设计,这些结构在传统锻造技术中难以实现,但能显著提升发动机高温部件的散热效率,降低运转能耗,并增强可靠性。”
与航空动力家族中的涡喷发动机相比,涡扇发动机结构更复杂、研发难度更大,但其燃油消耗率可降低20%至40%。这一特性对无人机、中小型飞行器及飞弹等装备意义重大,既能降低运营成本,又能延长航程。例如,在无人机领域,更轻的发动机可携带更多载荷或燃料,提升任务执行能力;在民航领域,该技术为未来大型客机发动机的3D打印制造提供了重要探索方向。
行业影响:推动航空制造范式变革
此次试车成功被业内专家视为航空动力领域的“里程碑事件”。轻型涡轮动力全国重点实验室主任李明教授指出:“全3D打印涡扇发动机的诞生,意味着我国在航空发动机领域突破了传统制造技术的瓶颈,实现了从‘跟跑”到“并跑”甚至局部“领跑”的转变。”
此前,我国已成功试飞全3D打印涡喷发动机,但涡扇发动机的复杂度更高,其成功试车标志着3D打印技术在航空动力领域的应用从“单一部件验证”迈向“整机系统集成”。这一突破将加速航空发动机研发周期、降低制造成本,并为未来高超声速飞行器、分布式动力系统等前沿领域提供技术支撑。
应用前景:无人机与民航双轮驱动
根据研发团队规划,首例全3D打印涡扇发动机将优先应用于无人机和中小型飞行器市场。以无人机为例,其轻量化设计可显著提升续航能力,满足物流、侦察、农业等场景需求。同时,团队正与民航企业合作,探索该技术在支线客机发动机上的应用潜力。
市场分析机构预测,随着3D打印技术成熟,全球航空发动机3D打印市场规模将在2030年前突破百亿美元。我国在这一领域的率先突破,有望抢占全球产业链高端环节,带动金属材料、高端装备、软件算法等配套产业协同发展。
产业链联动:概念股受关注
受此消息提振,A股市场中与3D打印、航空发动机相关的概念股表现活跃。中航重机、银邦股份、铂力特等企业因在增材制造材料、工艺及设备领域的布局,被机构列为重点跟踪标的。其中,铂力特作为国内金属3D打印龙头,其激光选区熔化(SLM)设备已广泛应用于航空发动机叶片、燃烧室等高温部件制造;银邦股份则通过研发新型钛合金粉末材料,为3D打印提供关键原材料支持。
未来展望:迈向“打印即设计”时代
刘所利透露,团队下一步将聚焦三大方向:一是优化打印工艺,提升发动机推重比;二是开发耐高温、高强度新型材料,拓展应用场景;三是构建数字化设计-打印-验证闭环体系,实现“打印即设计”的柔性制造模式。
随着全球航空业对低碳化、智能化需求的增长,3D打印技术正成为颠覆传统制造的“关键变量”。此次全3D打印涡扇发动机的试车成功,不仅为我国航空动力装备注入新动能,更为全球航空制造业的绿色转型提供了“中国方案”。