由于可實現十分復雜的產品制造，基于粉末床熔融（PBF）工藝的金屬3D打印技術不僅使得復雜產品的制造變得更加可行，而且還創造了更大的圍繞著產品生命周期的綜合性經濟效益。在動力裝備方面，PBF技術所成就的產品并不是停留在概念開發階段，而是已經隨著火箭和飛船進入了太空，隨著飛機在天空中翱翔，并在發電領域起著“四兩撥千斤”般的效益放大作用。3D打印所造就的下一代的產品極大的提升了人類利用資源的水平，這一切已經來到了我們的身邊。本期，與網友結合著國際與國內3D打印微型燃氣渦輪發動機的案例來領略3D打印所催生的新的商業模式。

微能源解決方案的范式改變

國際

Sierra Turbines從一開始就制定了非常大膽的設計目標，與現有的微型渦輪機相比，實際上是非常雄心勃勃的：不僅僅是零件數量的大幅減少，核心機的大修間隔時間，將實現是市場上現有渦輪機的40倍的目標。

采用增材制造技術為微型渦輪機核心機帶來了設計優化空間，從而提升了微型渦輪機性能。與當前先進的渦輪機相比，微型渦輪機開發團隊能夠創建更具質量效益的結構，預計與現有功率相當的渦輪機相比，推力重量比顯著提高。設計開發團隊重新考慮了燃燒室中的燃油噴霧和火焰形狀。傳統設計中，燃料是在圍繞燃燒室直徑的許多點處噴射的，然后通過控制圍繞它們的空氣流來穩定這些圓柱狀火焰。而在增材制造一體化的核心機中，集成了一個360度噴油嘴，通過該噴油嘴，燃油能夠在燃燒室的整個圓周上均等地輸送，并在霧化的同時穿過點陣結構，產生環形火焰，獲得穩定渦旋。

3D打印帶來的競爭優勢包括：

- 減少零件數，原來61個獨立的零件以結構一體化的單個零件實現制造

- 由于結構一體化，消除了接口并提高了尺寸精度，因此公差更小

-  減少組裝工作和后期處理

-  成就自由設計，實現復雜的幾何形狀

通過VELO3D的設備，Sierra Turbines可以生產薄壁、高縱橫比的燃燒器。在制造復雜幾何形狀時，VELO3D具有令人滿意的功能。VELO3D的金屬3D打印打印機以其獲得專利的SupportFree工藝實現近乎無支撐的產品幾何自由度而聞名，該工藝減少了復雜通道，淺懸垂和低角度的支撐結構的必要，這為微型渦輪機核心機帶來了實現高度集成設計的可能性。

3D設備優勢詳細解析

這款核心機所采用的3D打印材料為鎳超合金，是許多大型燃氣輪機燃燒室的首選材料。增材制造使Sierra Turbines能夠獲得復雜的設計功能，以提高熱效率和獲得更長的維修間隔，這是前所未有的突破。

目前，Sierra Turbines已與多家無人機制造商簽署合作協議，這些無人機將在發布測試數據之前成為其客戶。此外，Sierra Turbines打算與AUVSI協會合作，充分利用AUVSI協會廣闊的會員網絡。借助3D打印的微噴發動機動力裝置，無人機可以更安全、更便捷、更頻繁、更經濟地完成任務。

國內

深圳意動全3D打印的微型渦噴發動機高溫點火實驗

NK10和NK50 兩款微型渦噴發動機在多處關鍵零部件結構設計方面融入了增材設計的概念，減少了發動機零件數量，降低了發動機的整體重量，增加了部分結構件的強度，實現更低成本、更優性能、更長壽命的目標，是滿足先進低成本微小型空中武器系統推進動力和車船混合動力以及增程動力需求的先進動力裝置。