近日，通用電氣（GE）對一個驗證引擎進行了測試，該引擎的35%是由增材制造零件組成的。它被用來為全新設(shè)計的先進渦輪螺旋槳（ATP）引擎驗證3D打印零件。這款ATP引擎將被用在新的Cessna Denali單引擎渦輪螺旋槳飛機上，這些輕量級3D打印零件使得引擎減少了5%的重量，提高了1%的燃油消耗率。

GE的CT7引擎

這些金屬3D打印零件具有拓撲優(yōu)化結(jié)構(gòu)，并且能減少引擎所需要的連接部件，這些使得引擎重量變得更輕�！叭绻�使用傳統(tǒng)的減材制造零件和組裝，你需要通過焊接、使用螺栓等方式將零件安裝在一起，而這必定會增加引擎的重量，”GE航空（GE Aviation）的ATP工程總經(jīng)理Gordon Follin說，“在ATP引擎上，增材制造零件減少了對這些連接的需求，從而降低了重量，同時還優(yōu)化了零件的設(shè)計。”

為了給ATP引擎驗證3D打印零件，GE開發(fā)了一個CT7-2E1技術(shù)驗證引擎——a-CT7。該引擎的設(shè)計、制造、測試一共花了18個月，是根據(jù)現(xiàn)有的CT7發(fā)動機（非增材）逆向工程制造出來的。它完全展示了航空航天增材制造的力量，16個增材制造零件替代了曾經(jīng)的900多個減材制造零件。他們并未打算將驗證引擎投入使用，但由于ATP引擎的架構(gòu)來自CT7，這使得a-CT7引擎上通過測試的增材制造零件能用在ATP引擎。

ATP引擎將擁有比航空史上任何一個引擎更多的3D打印零件。855個減材制造零件將減少為12個增材制造零件，而它們占到了ATP引擎總零件數(shù)的35%。3D打印部分包括機油箱、軸承座、框架、排氣機匣、燃燒室、熱交換器和固定流道組件。

ATP引擎上的12個3D打印零件標志著增材制造在CFM LEAP引擎上的使用急劇增加。在這之前，CFM LEAP引擎上只出現(xiàn)過一個3D打印的燃料噴嘴。曾經(jīng)設(shè)計3D打印燃料噴嘴的八名工程師再次為a-CT7創(chuàng)造出12個增材制造零件，而下一代a-CT7將擁有更進一步的3D打印零件。

GE的3D打印燃料噴嘴

據(jù)GE講，增材制造也幫助提高了生產(chǎn)速度。例如，燃燒室的內(nèi)襯在短短兩天之內(nèi)就被打印了出來�！霸霾闹圃鞄�來的另一個巨大益處是快速推動了測試任務(wù)的完成，”Follin說，“對于像ATP這樣的一個項目而言，我們宗旨是更快速地對硬件進行測試，而不是花太多時間在計算機模型上。這樣我們可用測試所得數(shù)據(jù)來幫助我們設(shè)計下一次迭代，從而生產(chǎn)出更好的產(chǎn)品。相比傳統(tǒng)的制造方法，增材制造大大縮短了我們的產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)周期。”

這款1,240SHP ATP引擎是GE一個新的渦輪螺旋槳引擎系列中的首款產(chǎn)品，專門針對1000-1600 SHP商務(wù)和通用航空飛機而開發(fā)，將于2017年底投入使用。將由ATP引擎驅(qū)動的新的Cessna Denali將能航行1600海里，其速度高于285節(jié)。

Cessna Denali

GE航空的業(yè)務(wù)副總裁Brad Mottier近日公布說，為了全面推進其增材制造計劃，GE已經(jīng)花費了大約10億美元。

ATP引擎的特點：

12個增材制造零件（占總零件數(shù)的35%）

16:1總壓比（OPR）

減少了20%的燃料燃燒（相比同等大小的競爭引擎）

提高了10%的巡航功率

基于CT7的、加固了的模塊化結(jié)構(gòu)

全鈦3D氣動壓縮機，以實現(xiàn)輕量和高效的發(fā)電

冷卻的渦輪葉片，以實現(xiàn)更大的推力和更高的燃料效率

一體化的電子推進控制

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