赛峰集团认为增材制造在发动机领域的作用日益增强

发动机制造商赛峰集团在今年的巴黎航展上展示了采用增材制造技术制造的涡轮后框架。 

该部件采用 RISE 技术计划生产，直径 3 英尺，是赛峰集团迄今为止采用增材制造技术生产的最大部件，表明该技术在涡扇发动机设计和制造中的应用日益广泛。

赛峰飞机发动机公司工程副总裁 Delphine Dijoud 在 6 月初于法国伊特维尔赛峰技术中心通报公司进展情况时表示，涡轮后框架比采用传统铸造和加工技术制造的框架轻三分之一。

生产周期仅为三周，而非18个月。更短的周期是增材制造的优势之一，因此设计变更可以在开发过程的后期进行。Dijoud表示，对于涡轮机后框架，赛峰集团的目标是最终将生产周期缩短至一周或更短。

赛峰工程师选择了镍基高温合金作为适用于发动机热段的粉末金属。赛峰增材制造园区首席执行官Francois-Xavier Foubert指出，增材制造并非熔炼金属最经济的方式。但他解释说，如果消除焊缝能够带来诸多好处（例如显著减轻重量），或者零件形状更复杂，能够集成更多功能，从而减轻整体设计重量，那么增材制造就显得合情合理。

良好的“购买/飞行比”是增材制造技术的另一大优势。Foubert 表示，传统技术制造一个 1 磅重的部件需要 3-10 磅的金属，而增材制造技术只需 1.5 磅。他强调，目前的增材制造技术在完成增材制造工艺后几乎无需任何加工，因此涡轮后框架已达到“净成形”状态。

赛峰集团已在发动机中使用增材制造技术，目前已生产14种零件，包括铝、镍基高温合金和钛合金。Foubert表示，RISE验证机上25%的增材制造技术将用于未来发动机的生产。

增材制造机床能够生产越来越大的零件。Foubert 预测，从 2030 年代初开始，增材制造技术可以制造直径达 2 米的部件。同时，单台机床上功率更大、数量更多的激光器可以熔化更厚的金属粉末层，从而提高生产效率。

对于设计师来说，需要注意的是，他们难以抗拒创造新金属粉末细微差别的诱惑。一台机床只能支持一种粉末细微差别，因此，粉末细微差别越多，就意味着需要更多的机床。由于每台粉末的成本高达300万至500万欧元（340万至570万美元），制造商往往会限制机床的数量。另一方面，福伯特强调，一台机床可以支持多种零件设计。

尽管增材制造的应用可能会增长，但其他工艺仍将面临竞争。由于铸造工艺成本较低，铸造厂可以保留不太复杂的零件。此外，他们还可以保留复杂的冶金工艺，例如单晶零件。Foubert 补充道，锻造工艺可能仍然最适合高负荷部件。

尽管如此，发动机制造商有时可以在这三者之间做出选择。“锻造、铸造或增材制造——只要我们保有自主权，我们就会选择成本最低的，”赛峰集团战略执行副总裁兼首席技术官埃里克·达尔比斯（Eric Dalbies）表示。虽然矿场无法搬迁，但将金属转化为粉末的雾化工艺可以实现在内部完成，或者至少在足够接近的地方完成。达尔比斯表示，因此空客和赛峰可以委托合资的金属供应商Aubert & Duval建造一座钛雾化工厂。