渦輪發動機，特別是燃氣或燃氣渦輪發動機，通過發動機的多個旋轉渦輪葉片上的燃燒氣體流中提取能量，這些渦輪葉片分布在多個渦輪葉片組件中。出于空氣動力學方面的考慮，葉片的葉身型面通常都設計成復雜的自由曲面，且對其制造精度要求極高，而3D打印在成型與控性方面為葉片的制造帶來了新的革命。

減少裂紋發生

在渦輪發動機葉片的運轉過程中，裂紋是葉片的致命缺陷，葉片的發展趨勢是采用更耐高溫的鎳基合金，而且冷卻設計越來越復雜，冷卻效果的要求越來越高，同時采用高效的隔熱涂層。而3D打印通過實現更均勻可控的晶體組織、更耐高溫的復合材料、更復雜的葉片冷卻通道、與金屬基體結合更緊密的隔熱涂層，從而提升了葉片的性能，更有效的避免裂紋發生。

航空發動機作為航天飛行器的核心部件，決定發動機關鍵性能的渦輪葉片成為研究的重中之重。一臺航空發動機的推動力與渦輪機前沿進氣口溫度密切相關，渦輪葉片的承溫能力則決定了整臺發動機的推動力，而提高渦輪葉片承溫能力的方法主要有兩種，一種是探索性能更優化更穩定的高溫合金；另一種是探索具備復雜空心結構的葉片冷卻技術。

根據《中國工程科學》1，葉片在結構上主要由葉身、緣板和榫頭這三部分組成。葉身型面是葉片的主體，其形狀通常都設計成具有高氣動性能的空間自由曲面；榫頭部分用于實現葉片在轉子輪盤上的固定，也稱為葉根；緣板為葉身型面和葉根榫頭之間的過渡部分。葉片通過其葉根榫頭與轉子輪盤上對應輪槽的配合，將工作介質作用于葉身型面上的力傳遞給轉子主軸，進而驅動外界負載實現功率的輸出。

更好的冷卻

GE的專利詳細闡述了固定葉片和圍繞發動機燃燒器的燃燒器襯套的噴嘴也可以利用冷卻孔或蛇形回路來實現更好的冷卻，從而避免裂紋。

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更好的葉片

更安全穩定的葉片讓GE的發動機獲得了更多的競爭優勢，GE采用EBM 3D打印技術制造渦輪葉片，用電子束作為其能量源逐層融化金屬粉末，粉末材料為先進的航空航天材料鈦鋁（TiAl）制造。這種材料比常用于低壓渦輪葉片的鎳基合金輕50％左右。與其前身GE90發動機相比，這意味著燃油消耗降低了10％（排放量也隨之降低），GE9X的重量減輕約200公斤。

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l參考資料：

1.《中國工程科學》/復合式葉片型面測量系統的誤差分析與補償