Whitepaper of 3D Printing and Aerospace Engine (in Chinese)
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3D打印与航空发动机白皮书2.0
Whitepaper of 3D Printing and Aerospace Engine
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Version ID:20191231
3D科学谷核心竞争力-整合力量与影响力
Core Strength - Integrative the Power and Influence
手机端
网站
Websites
WeChat
中文
English
convergence
能量聚合
global
融会贯通
multidimensional
Upgrading
books
白皮书系列针对每个典型应用及细分市场
AME论坛深化认知
Whitepaper targeted to each application segment
AME to fuse knowledge and insights
Fusion
1
航空发动机分类
航空发动机
活塞式发动机
喷气式发动机
冷却方式
气缸排列方式
无压气机
有压气机
涡
涡
涡
涡
脉
冲
涡
轮
轮
轮
轮
液
气
液
气
液
气
气
动
压
螺
轮
喷
风
桨
冷
冷
冷
冷
式
冷
冷
冷
轴
式
旋
气
扇
扇
式
式
式
式
发
式
式
式
发
发
桨
发
发
发
动
动
动
发
动
动
动
机
机
机
动
机
机
机
机
参考资料：《航空发动机》
2
航空发动机分类
全球主要航空发动机制造企业及地域分布
•联合发动机制造集团公司，总部位于莫斯科
-克里莫夫公司，1912年成立
-土星公司，1916年成立
-Aviadvigatel, 1934年成立
•加拿大普惠，1928年成立，总部位于魁北克省
•罗尔斯.罗伊斯公司，1906年成立，总部位于曼彻斯特
航空发动机市场经过近百年的
发展已经呈现出典型、明显的
•MTU航空发动机公司，1934
年成立，总部位于慕尼黑
寡头垄断格局。美国通用电气、
普惠、英国罗尔斯·罗伊斯以及
由它们主导或合资组建的CFM
国际与IAE国际航空发动机公
司，占据着约97%全球商用航
空发动机市场。军用航空发动
•日本航空发动机，1981年成立
机领域，加拿大普惠公司在军
用航空发动机方面的能力尤为
•赛峰飞机发动机公司，
突出。
1945年成立，总部位于
库尔库罗纳
•马达西奇公司， 1907年成立，总部位于扎波罗热
来源：航空制造网
• GE航空，1917年成立，总部位于俄亥俄州
•中国航空发动机集团
•普惠，1928年成立，总部位于康涅狄格州
- 黎明航空发动机，1954年成立
•CFM国际，1974年成立，总部位于俄亥俄州
- 西安航空发动机，1958年成立
•Engine Alliance，1983年成立，总部位于康涅狄格州
- 黎阳航空发动机，1965年成立
•IAE,1983年成立，总部位于康涅狄格州
- 南方工业，1951年成立
•霍尼韦尔航空航天，1936年成立，总部位于亚利桑那州
…
3
航空发动机分类
2012-2018年全球三大航空发动机集团总营业收入及研发投入数据（单位：亿美元）
GE、普惠和
罗罗拥有着
先进技术和
丰富的研制
经验，每年
在航空发动
机研制过程
中投入数十
亿美元。
2012年至
2018年期间，
罗罗年均研
发投入10.95
亿美元。
资料来源：彭博 中行证券金融研究所
4
民用发动机市场
据Flight Global报告，2018年全球商用航空发动机存量市场规模是52107台，较2016年
的48609台新增3498台。上述五家公司合计占据了该市场的份额高达96.26%，其中，
CFM国际22934台、GE公司11718台、IAE公司6118台、罗罗公司5920台和普惠公司
3466台。
商用发动机市场结构
航空制造网
5
民用发动机市场
据Commercial Engines报告， CFM国际获得全球市场订单的57.13%,共计5792台；罗罗
公司获得了30.80%，共计3122台，GE公司获得了11.20%，共计1135台，其中CFM国际
的Leap系列和罗罗公司的PW1000G系列发动机将继续占据市场的较大份额，主要用于
A320neo、737MAX、C919、A220等机型。
全球商用发动机订单情况
航空制造网
6
民用发动机市场
2019年至2022年入市的民用机型包括波音777X、MC-21、E-jet 175/195等，我国自主
研制的C919已获得了近千架订单，其正式入市之后也将较大的影响着相关型号发动机市场
的格局和发展。
新型号飞机及配套发动机
航空制造网
7
发动机市场-涡扇发动机国际厂商
-CFM 国际是GE航空与赛峰集团旗下的Snecma合资的公司。
- IAE国际是美国普惠与德国MTU航空发动机合资的公司。
-Engine Alliance，是GE和普惠合资的公司。
来源 Lucintel:global commercial aero turbofan engine market
8
发动机市场-涡扇发动机
2018年主要商用涡扇发动机产品及市场概况（单位：台）
在民用航空发动机领域，GE、普惠、罗罗位于该产业的核心
位置。为了拓展民用市场和优势互补，这些公司直接主导或
者与其他企业合资先后成立了CFM国际公司、国际航空发动
机公司（简称“IAE”）和发动机联盟公司（简称“EA”）。
目前，这六个航空发动机公司均具有独立研制大型民用航空
发动机整机的能力，并且控制着民用飞机航空发动机的核心
技术，包括结构设计、制造加工、总装集成等，垄断着全球
各个细分市场的销售及客户服务市场，特别是CFM国际公司。
来源：Commercial Engines
9
发动机市场 - 涡扇发动机
涡扇发动机市场主要由GE、PW和R&R三大发动机巨头及其参与的合资公司所占据，斯奈克玛（属于赛峰
集团）与GE合资CFM国际分享大型民用发动机市场。俄罗斯“土星”在军用航空发动机领域具备一定的
竞争力。
涡扇发动机市场格局（2016-2030）
1.0%
3.0%
2.0%
.0%
参考资料： Forecast International
世界主要涡扇发动机及首次测试年份
10
发动机市场 - 涡扇发动机
航空发动机制造企业一直在不断地追求着更
高的安全性、可靠性、经济性、环保性和低
噪音等，主要通过改进气动设计、材料应用、
低排放燃烧室、高效叶片冷却技术、智能化
监测系统等方式，推力大小一直是评价航空
发动机的核心技术指标之一。GE90型航空发
动机是GE公司为波音777客机研制的一款高
涵道比超大推力涡扇发动机，其1995年投入
商业运营，至今已经衍生出两个子型号，即
最大推力为94000磅的GE90-94B和最大推力
115000磅GE90-115。目前，GE90-115仍
然是世界上推力最大的民用航空发动机。
来源：航空制造网
11
发动机市场 - 涡浆发动机
涡桨发动机市场主要由PWC(加拿大普惠）、GE、Honeywell和R&R四家公司占据。当前，加拿大普惠凭
借PT6A和PW100在涡桨发动机市场占据主导地位。不过GE航空公司ATP计划设计师将855个独立部件减
少到12个，结果，超过三分之一的引擎是由3D打印完成的，这款引擎计划2018年商业化。
普惠： PT6A、 PW100、 NGRT
GE： M601、CPX38
R&R： AE2100、T56、Model250、RR500
Honeywell： TPE331
EPI： TP400-D6
---
参考资料： Forecast International
12
发动机市场 - 涡轴发动机
涡轴发动机市场主要由GE、R&R、Turbomeca-透博梅卡（被斯奈克玛属于赛峰集团）、PWC（加拿大
普惠）、Klimov(克里莫夫）五家公司占据。
涡轴发动机市场格局（到2020年的销售金额预测）
参考资料： Forecast International
13
民用发动机市场-按飞机类型
各类型发动机市场概况
根据Flight Global报告，窄体客
机发动机市场CFM国际市占率为
71.13%，IAE市占率19.31%，普
惠市占率5.55%。这三家头部企
业产品合计占据了市场总额
95.99%，而且几乎所有在生产的
窄体客机都选配了CFM国际的
CFM56或LEAP系列发动机，包
括中国商飞研制的C919客机。宽
体客机发动机市场，GE市占率为
51.21%，罗罗市占率为28.31%，
普惠市占率为13.42%。目前，这
三家头部企业产品合计占据了市
场总额92.95%，在产的宽体客机
主要选配了GE公司的GE90、
GE9X和GEnx发动机，和罗罗公
司的Trent系列发动机。支线客机
发动机市场，GE市占率为
72.28%，罗罗市占率为17.08%，
霍尼韦尔市占率为6.27%。目前，
这三家头部企业产品合计占据了
市场总额95.62%
航空制造网
14
民用发动机市场-按飞机类型
近十年首次试车的商用航空发动机及适用机型概况
各大航空发动机制造
企业在过去十年已经
先后启动了多款新型
号产品的研制项目。
据统计，2008年至
2018年，有八款重要
型号进行了首次试车，
其中四款将用于窄体
客机，三款用于宽体
客机，一款将用于支
线客机。
航空制造网
15
发动机市场 - 宽体客机发动机
宽体客机发动机市场
CF6-80
GE90,
GEnx
GP7200
(GE与PW合资）
PW4000
空客A330
空客A350
空客A380
波音747
Trent 700
波音757
Trent 800
波音767
Trent 900
波音777
Trent 1000
波音787
Trent XWB
---
---
16
发动机市场 - 窄体客机发动机
窄体客机发动机市场
LEAP
V2500
空客A320
波音B737
商飞C919
庞巴迪C系列
日本三菱支线客机
俄罗斯伊尔库特MS-21
PW1000G
---
---
17
发动机市场 - 战斗机
战斗机的发动机市场主要由普惠、GE、土星、斯奈克玛（属于赛峰集团）以及欧洲喷气动力公司所占据。
其中欧洲喷气动力公司是由英国R&R、德国MTU、意大利Avio和西班牙ITP合资组建。
GE的F110系列和普惠的eF100系列发动机基本平分了F-15和F-16的发动机市场，不过市场竞争的焦点已
经开始向第四代战斗机F-35转移。普惠将作为F35的唯一动力供应商独享市场。
参考资料： Forecast International
18
民用客机市场
据商飞预测，未来二
十年现有民用客机机
的81%（18266架）
将逐步退役。此外，
民机市场还需要超过
24436架的新增客机。
因此，全球市场至
2037年预计将有超过
42702架新机交付，
用于代替和支持民机
市场的发展，其中，
预计三分之二为单通
道窄体客机。
19
飞机市场
飞机未来20年需求量-按地区比例（数据来源：波音）
波音预测，到2034年，
全球民用飞机的总需求量
为38050架，市场价值高
达5.6万亿美元，从2014
年到2024年，这期间需
要交付的这38050架飞机
中的58%是为了满足增长
需求。
38050架飞机
By:
参考资料： Boeing:Current Market Outlook(2015-2034)
20
飞机市场
飞机未来20年需求量-按地区（数据来源：波音）
波音预测，到2034年，
全球民用飞机的总需
求量的38050架中：
共38050架飞机
亚太
14330
北美
7890
欧洲
7310
中东
3180
拉美
3020
独立联合体 1150
非洲
1170
By:
参考资料： Boeing:Current Market Outlook(2015-2034)
21
飞机市场
飞机未来20年需求量-按机型（数据来源：波音）
波音预测，到2034年，
全球民用飞机的总需
求量的38050架中：
大型宽体飞机：540
中型宽体飞机：3520
小型宽体飞机：4770
单通道飞机：26730
共38050架飞机
区域喷气机：2490
By:
参考资料： Boeing:Current Market Outlook(2015-2034)
22
飞机市场
飞机未来20年需求量-亚太区域（数据来源：波音）
波音预测，到2034年，
亚太区域飞机
总需求量14330架中：
大型宽体飞机：140
中型宽体飞机：1530
小型宽体飞机：1920
单通道飞机：10370
共14330架飞机
区域喷气机：370
By:
参考资料： Boeing:Current Market Outlook(2015-2034)
23
飞机市场
大型宽体飞机未来20年需求量（数据来源：波音）
波音预测，到2034年，
大型宽体飞机全球
总需求量540架中：
亚太：140
北美：20
欧洲：40
中东：300
拉美：0
独立联合体：40
非洲：0
By:
参考资料： Boeing:Current Market Outlook(2015-2034)
24
飞机市场
中型宽体飞机未来20年需求量（数据来源：波音）
波音预测，到2034年，
中型宽体飞机全球
总需求量3520架：
独立联合体
亚太：1530
北美：490
欧洲：510
中东：880
拉美：30
独立联合体：40
非洲：40
By:
参考资料： Boeing:Current Market Outlook(2015-2034)
25
飞机市场
小型宽体飞机未来20年需求量（数据来源：波音）
波音预测，到2034年，
小型宽体飞机全球
总需求量4770架中：
亚太：1920
北美：690
欧洲：910
中东：560
拉美：310
独立联合体：120
非洲：260
By:
参考资料： Boeing:Current Market Outlook(2015-2034)
26
飞机市场
单通道飞机未来20年需求量（数据来源：波音）
波音预测，到2034年
，单通道飞机全球
总需求量26730架：
亚太：10370
北美：5070
欧洲：5770
中东：1410
拉美：2520
独立联合体：760
非洲：830
By:
参考资料： Boeing:Current Market Outlook(2015-2034)
27
飞机市场
区域喷气飞机未来20年需求量（数据来源：波音）
波音预测，到2034年，
区域喷气飞机全球
总需求量2490架：
亚太：370
北美：1620
欧洲：80
中东：30
拉美：160
独立联合体：190
非洲：40
By:
参考资料： Boeing:Current Market Outlook(2015-2034)
28
飞机发动机市场 - 预测
飞机发动机未来20年预测（数据来源：罗罗）
根据R&R公司2014年
对军用航空市场预测，
未来20年（2015-2015）
全球军用航空发动机的
市场需求有望达到1500
亿美元。美国、欧洲和
远东地区是三大主要市
场。未来20年，民用航
1.75万亿美元
空发动机市场空间为
1.60万亿美元。
By:
29
中国飞机发动机市场 - 预测
中国飞机发动机未来20年预测（数据来源：中信）
根据中信建设研究发展
部预测，未来20年，中
国军用飞机发动机市场
需求为452.1亿美元，
民用飞机发动机市场整
体需求为2572亿美元。
整体市场需求为3024亿
美元。
3024亿美元
By:
31
GE的增材制造之路
GE9X LPT叶
喷油嘴通
片通过FAA的
过FAA认
3D打印CT7
认证
证
演示机
GE Catalyst
LEAP引擎
第一个热交换
发动机增材思
喷油嘴设计
器打印完成
维优化设计
新设备
GE能源打
GE打印
印伸缩头
旋流器
收购Arcam
Concept Laser
GE的3D打印
GE增材技
T25传感器外
术先进中心
壳通过FAA的
（CATA)落
认证
GE慕尼
GE航空成立
成
GE航空成立
黑体验中
增材制造团队
增材制造团队
GE增材技术中
心CEC落
收购
GE成立增材
心ATC落成
成
GeonX
事业部
32
GE 9X发动机
GE9X拥有304个通过增材制造的零件，涵盖
了七大类型的3D打印零部件：
- 燃油喷油嘴
- T25传感器外壳
- 热交换器
- 诱导器
- 第5阶段低压涡轮（LPT）叶片
- 第六阶段LPT叶片
- 燃烧器搅拌机
33
GE Catalyst发动机
Catalyst在设计的过程中充分利用数据，未
来GE可以为Catalyst创造一个“数字双胞
胎”，用于模拟、预防发动机可能出现的
问题。通过对比其他发动机的信息，“数
字双胞胎”可以精准狙击发动机性能的任
何微小异样，甚至可以精确到是哪个供应
商提供的部件，从而为同一批次的零部件
研制出一套基于客户需求的、高度定制化
的发动机维修计划，使维修更加高效、便
捷。
GE Catalyst将成为全世界第一款集成螺旋
桨操作全权数字控制的涡桨发动机，该发
动机超过三分之一的部件是通过3D打印技
术生产制造的。在发动机中有855个单独的
部件可以通过增材制造技术组合成12个部
件，因此大幅提升了发动机研制速度，还
帮助发动机成功“瘦身”100多磅。
34
GE 发动机喷油嘴零件
燃油喷嘴头内，迷宫一般复杂的流道将燃油与空气高效混合，可以帮助发动机实现优越的性能，
GE的LEAP发动机的成败，很大程度上取决于燃油喷嘴的好坏。GE 3D打印的燃油喷嘴顶部结构只
有核桃般大小，里面却有14条精密的流体通道。
3D打印的喷油嘴是一
个精密的整体，原来
20个部件成为一个零
件被制造出来。新喷
嘴重量比上一代轻
25%，耐用度是上一
代的5倍，成本效益比
上一代高30%。GE奥
本工厂凭借40多台3D
打印机在2017年总共
交付了8000个燃油喷
嘴。截至2018年底，
工厂完成的3D打印燃
油喷嘴头总数已超过
3.3万个。
35
军用涡轮发动机 - GE航空集团T901发动机
T901 发动机使用了大量的3D打印零件，GE利用生产先进
涡轮螺旋桨（ATP）等飞机发动机的工厂和增材设计方式
GE航空于2017年10月初宣布成功完成了
去设计与制造这些3D打印零件。不仅如此，GE航空还在
T901-GE-900 涡轮轴发动机原型的测试。
T901发动机中使用了在GE 成熟的喷气式发动机中使用过
这款发动机属于美国陆军改进型涡轮发动
的先进制造技术和高温材料，例如：在非常畅销的LEAP
机项目（Improved Turbine Engine
和GE 9X 发动机制造中所使用的增材制造/3D打印技术。
Program,ITEP）的一部分。测试结果表
明，GE T901发动机的性能达到甚至超过
ITEP 项目的要求，已为发动机的制造做好
准备。ITEP 项目具体的目标是使发动机的
动力提高50%，燃油效率提升25%，并能
够降低生命周期成本。GE航空集团在
2018年6月提交了改进涡轮发动机计划
（ITEP）技术提案，这是其向美国陆军提
出的工程和制造开发（EMD）提案的第二
个也是最后一个阶段。
图片来源： GE
36
宽体客机发动机 - 传感器壳体
GE
GE 的T25传感器壳体得到了美国联邦航空局的认证，这
是GE 航空首个3D打印的金属零部件。2015年4月T25传
感器壳体首次用在飞机发动机中，目前已被安装在超过
400个GE90-94B发动机中。该零部件处于飞机发动机高
压压缩机的入口处，T25 传感器负责为发动机控制系统提
供压力和温度的测量数据。GE90-94B发动机可以为波音
777宽体飞机提供动力。
3D打印技术使得GE的工程师对传感器外壳的几何形状进
行优化设计和生产，使外壳能够更好地保护传感器上的电
子不受具有潜在破坏性的气流和结冰的影响。GE 航空
GE90/GE9X项目的负责人曾表示，通常使用铸造等传统
制造方式研发这样一个零部件需要几年的时间，而3D打
印技术的使用让产品开发周期缩短了一年的时间。
图片来源： GE
37
整体叶盘
Norsk Titanium、Pratt＆Whitney - 普惠和
TURBOCAM International通过3D打印整体叶
盘（IBR），叶盘由TURBOCAM进行了质量评
估。评估未发现增材制造常见的可能导致扭曲的
残余应力集中的情况。此外，TURBOCAM证实
了Norsk的RPD™技术所3D打印的整体叶盘非
常适合通过传统的数控五轴铣削进行后期的精加
工，与Ti6-4锻件的质量一样稳定。整个制造和
测试工作一直由Pratt＆Whitney-普惠进行监督，
普惠评估3D打印整体叶盘在未来发动机开发中
的应用。利用Norsk快速等离子沉积工艺等增材
制造技术，普惠可以缩短关键涡轮机械部件的制
造和开发进度。
图片来源： Fraunhofer
38
整体叶盘
Norsk Titanium、Pratt＆Whitney - 普惠和
TURBOCAM International通过3D打印整体叶
盘（IBR），叶盘由TURBOCAM进行了质量评
估。评估未发现增材制造常见的可能导致扭曲的
残余应力集中的情况。此外，TURBOCAM证实
了Norsk的RPD™技术所3D打印的整体叶盘非
常适合通过传统的数控五轴铣削进行后期的精加
工，与Ti6-4锻件的质量一样稳定。整个制造和
测试工作一直由Pratt＆Whitney-普惠进行监督，
普惠评估3D打印整体叶盘在未来发动机开发中
的应用。利用Norsk快速等离子沉积工艺等增材
制造技术，普惠可以缩短关键涡轮机械部件的制
造和开发进度。
图片来源： Norsk
39
叶片修复
SLM Solutions作为联合组织RepAIR的一员，
使用金属增材制造对航空叶片进行修复，在
单次修复工作中可以实现41片航空叶片的统
一修复。航空叶片使用与基板相连的固定装
置进行固定及定位，首先通过铣削的方式将
磨损处进行清理，保证各叶片的修缮面处于
统一水平位置，将修复方案导入3D打印设备
后即可将固定有叶片的基板安装到3D打印设
备中进行铺设粉末及打印修缮。打印工作结
束后对整个固定装置进行封闭式粉末清理，
随后即可从固定装置上取下已修复好的航空
叶片。
金属增材制造成功的解决了航空叶片修复难
度高的瓶颈，且相对于传统的修复方案而言，
使用增材制造不仅更加方便快捷，同时也能
确保修复后的航空叶片具备稳定统一的零部
图片来源： SLM Solutions
件质量。
40
微涡轮发动机喷嘴
赛峰集团
由镍基合金X制成的喷嘴是Leonardo AW189型
直升机的辅助动力装置(APU)的核心部件之一，
已被欧洲航空安全局(EASA)认证。 3D打印喷嘴
安装在赛峰集团设计的eAPU60微型涡轮发动机
上，以满足推重比高和结构紧凑的需求。 e-
APU60能够提供60kWe功率，能够保证发动机
的电力起动（在地面或者空中停车状态）和座舱
加热。 e-APU60的典型特征包括：更优的功率
重量比，出色的紧凑性，流线型结构和基于创新
科技的高压力循环，高可靠性保证，低使用费用
和出色的性能。
图片来源： 赛峰集团
41
3D打印的LEAP发动机润滑装置
赛峰集团
2019年，赛峰航天推进器公司3D打印的LEAP
发动机润滑装置已获得EASA1和FAA2适航当局
的认证。赛峰航天推进器公司选择的3D打印工
艺是粉末床选区激光熔化技术，通过3D打印的
完整的润滑装置在测试过程中被安装在LEAP-
1A发动机上，测试结果证明满足TRL 6技术成熟
度。这台润滑装置将被安装在LEAP-1A系列发
动机上，为空客A320neo提供动力。
图片来源： 赛峰集团
42
宽体客机发动机
罗罗
空客A350-1000用的是XWB-97发动
机,XWB-97看起来非常像A350-900的
XWB-84发动机，可产生97000磅的推
力。提升的推力主要来自新型高温涡轮
技术，结合了更新的发动机的核心技术
以及更大风量的风扇来实现的。这一切
的实现归根结底是使用了先进的空气动
力学技术，以及3D打印零部件。3D打
印的镍金属结构件是一件直径1.5米、
厚0.5米的前轴承座，含有48个翼面。
图片来源： Rolls-Royce
43
涡浆发动机
霍尼韦尔
霍尼韦尔已准备让金属3D打印技
术走出实验室，正式应用在航空
制造中。目前，他们正在印度
Bangalore的3D打印实验室中测
试金属粉末，该粉末材料将用于
打印1000个金属零部件。霍尼韦
尔还将突破目前金属3D打印材料
种类的限制，尝试将超过40种新
型金属3D打印粉末材料应用在航
空制造中。铝和镍的3D打印应用
尤其受到重视，霍尼韦尔将用它
们3D打印TPE331引擎中的7个零
部件。
44
齿轮传动涡扇发动机
普惠、MTU
MTU在研发过程中，包括涡轮箔、燃
料喷射器和其他零件往往都是3D打印
的，并且设计师还可以通过3D打印的
技术减少零件数量，并且降低零件重量，
提高零件强度，3D打印已经被证明在
这个过程中的可靠之处。
齿轮传动涡扇发动机目前的主要供给机
型是Aibus A320neo，这是MTU航空
发动机与普惠合作的项目。而
Embraer,Bombardier, Erkut和
Mitsuibishi等公司也与MTU航空发动
机签订了齿轮传动涡扇发动机的合同，
另外，MTU还参与宽体飞机的发动机
制造，包括与俄罗斯航空航天的合作。
45
中国航空发动机集团
中国航发增材制造发动机项目中的增材制造发动机零部件由铂力特使用BLT-S310设备制造。项
目主要有两个创新点：
- 建立了基于增材制造技术的发动机零件集成化设计技术，通过该集成化技术，研制了一型基于
增材制造技术的高度集成化的小型涡喷发动机，零件集成率高达81%，降低发动机装配难度，提
高发动机的可靠性和维修性；
- 建立面向增材制造和拓扑优化技术的零件轻量化设计技术，在创新结构空心离心叶轮、空心涡
轮轴及空心涡轮盘等优化设计有了重大突破，并采用增材制造工艺实现了空心转子件的加工制备。
46
微型燃气涡轮发动机
国内南方科技大学教授，深圳3D打印创
新中心增材制造研究院院长韩品连博士
带领的团队开发了100% 增材制造的
10kg推力和50kg推力微型燃气涡轮发
动机。完全3D打印的微型燃气涡轮发动
机完成了超温测试，其最高温度超过
1200摄氏度，最大速度为97480 rpm，
以满足设计规范的要求。
仿真提供方：
47
其他
印度斯坦航空
INTECH DMLS为印度斯坦航空公司(HAL)
所交付的25KN发动机燃烧室机匣是一种复
杂的薄壁零部件，25KN发动机燃烧室机匣
的制造材料为镍基高温合金，此类零部件
不仅具有大型复杂结构，而且对结构完整
性要求高。
传统工艺制造该零部件的周期为18-24个月，
而Intech DMLS研发和制造燃烧室机匣的
周期为3-4个月,使用的制造工艺包括镍基高
温合金机匣的3D打印、热处理、机加工、
表面处理，以及对5个独立3D打印部件的激
光焊接工艺。
48
FAA在增材制造领域的规范
- 2015年6月3日，FAA发布了AIR 100-15-130-GM39《增材制造认知》备忘录，提出由设计、制造和
适航部门（AIR-100）组建了增材制造国家团队（AMNT），收集有关AM应用的信息，并作为正在开展
的AM认证研究的技术资源。这些信息将有助于AMNT识别技术问题，并研发促进AM零件获得FAA认证
的指南。
- 2016年7月7日，FAA发布了AIR100-16-130-GM18《粉末床熔融增材制造零件的工程考虑》备忘录，
该备忘录不提供AM部件认证的指导，而是从产品设计、原材料、成形过程、后处理、检测方法、工艺验
证、材料设计值获取以及其他方面（包括技术文件、电子文档、过程控制、成形中断、异质污染物控制、
可追溯性等）提出了疑问（考虑）。这些工程疑问（考虑）是为与申请人进行认证讨论提供良好的出发
点，并在需要问题文件（IP）中进行记录，为后续的适航审查定与认证奠定基础。
- 2016年9月30日，FAA发布了AIR 100-16-110-GM26《增材制造设施和过程的评估》备忘录，旨在帮
助航空安全审查员（ASI）对AM设施及过程进行评估，协助审查员采集关键工艺参数，并从人员培训、
场地设施、技术数据、原材料处理、设备、软件控制、制造过程有效性、制造过程监控、检测、冶金过
程等方面进行全流程过程审核，并积累数据、更新迭代、并进行新的认证活动。随着增材制造工艺与流
程的成熟及行业标准化的完善，增材制造国家团队（AMNT）预计会对该文档进行频繁修订。
- 2016年11月30日，FAA发布了NOTICE 8900.391《飞机、发动机、螺旋桨中的增材制造维护、预防性
维护及更换》，主要是为飞行标准服务（AFS）人员参与飞机、发动机及旋翼类飞行器的维护、预防性维
修及更换时提供认证与监督的指导，同时对于FAA管理、运营及行政人员也可以参考这份文件进行相关的
工作。该文件的实施有效期定为1年，并于2017年11月30日废止使用。
参考来源：融融军民
49
FAA在增材制造领域的规范
- 2018年，FAA发布了咨询通告AC 33.15-4《粉末床熔融增材制造成形涡轮发动机零
件及修复指南》的征求意见稿。FAA的咨询通告（AC）是FAA向所有飞机型号申请人
给出的一种适航符合性验证方法（非强制实行），用来表明对适航条款或专题的符合
性，按此方法验证，FAA直接认可，原则上CAAC/EASA也是认可的。虽然这份文件不
是FAA最终发布的文件，但对于如何保证增材制造（此处仅为粉末床熔融（PBF）方法）
产品质量仍具有重要的参考价值与意义。下面将对AC 33.15-4中的规定进行简述。
AC 33.15-4给出的是一种可接受的方法，用于证明通过粉末床熔融（PBF）增材制造
（AM）成形涡轮发动机零件及零件产品的维修与联邦法规 14 CFR §33.15的符合性，
并对AM相关设计与制造等方面提供了指导。由于PBF AM成形的工艺依赖性强，其材
料的设计值不仅与制造商采购原材料的变异性相关，而且还与用于制造生产零件和维
修的制造工艺所引入的变异性相关。必须对全流程的参数变量有充分的理解，才能达
到稳定和可重复生产零件所需的控制水平。因此，AC 33.15-4在材料设计值、设计、
材料与成形、后处理、检测、工艺验证等6方面给出了指导。
在材料设计值方面，AC 33.15-4提出要建立规范的测试程序，采用典型、有代表性
图：多层级积木式验证
（考虑成形批次、成形位置、试样取向、原材料批次等）的测试样本的基本准则；应
考虑有效工艺窗口、产品的实际情况（各向异性、孔隙率、熔合不良情况等）、测试
实验室的资质等方面对试样测试进行保障；采用类似于复合材料的积木式验证方法，
通过试样级、细节件级、构件级等多层级积木式验证来保证产品研制；在成品材料设
计许用值方面，要考虑增材制造材料各向异性的表征、最小材料设计极限值的建立、
零件功能裕度的补偿等方面，最终建立材料设计许用值。
参考来源：融融军民
50
FAA在增材制造领域的规范
对于增材制造这一强设计相关的制造技术而言，从适航的考虑从零件设计就应该开始考虑。AC
33.15-4从零件设计、零件取向、尺寸控制、表面状态、支撑结构、粉末去除等几方面进行指导。零件设
计时，应充分考虑各向异性、增材制造特有缺陷以及缺陷的最佳检测时机与方法；依据材料各向异性特
性、残余应力的产生、自支撑及悬垂曲面的特点来考虑零件成形时的取向；考虑工艺及装备的成形能力、
残余应力的产生于消除、后期热处理及热等静压等热循环的要求来控制制件产品的尺寸；考虑零件的表
面光洁度要求、内表面处理、表面状态对于力学性能、可靠性的影响以及零件产品防护涂层的涂覆；考
虑零件生产时支撑结构数量的减少以及支撑结构对于传热与保形的作用；考虑粉末去除，并制定相应的
程序规范，验证潜在残余粉末对于零件预期功能的影响。
在材料与制造方面，主要从材料与工艺的研发以及材料与工艺控制等方面提供认证指导。在材料与工艺
研发阶段，充分考虑变异性来源，并采取适当的控制措施，减少材料性能变化；通过原材料规范、熔融
工艺规范、热处理规范、人员资格鉴定与认证、设备鉴定、维护与校准等方法，进行合格冶金工艺的鉴
定，批准后能始终如一生产符合设计要求的零件；在材料与工艺控制方面，应考虑建立原材料规范、原
材料再利用要求、工艺规范、零件材料规范等方面的标准化文件用于适航认证。
在成形后处理方面，必须规范并说明成形后工艺及程序，包括：残余粉末的去除、残余应力定义及解决
方法、取件方法及顺序、支撑去除的方法及顺序、热处理与热等静压的过程参数及显微组织要求、防护
涂层涂覆的技术规范及其对材料性能的潜在影响。
参考来源：融融军民
51
FAA在增材制造领域的规范
PBF AM是逐层沉积的过程，可能产生在成形方向上不具有显著高度的缺陷（例如，沿成形面
形成的、仅有1-2层厚的熔合不良等平面缺陷）。此外，成形态表面粗糙，可能会掩盖表面缺
陷，难以检测。所有常规无损检测（例如，X射线、荧光、超声、涡流）是适用于AM零件检
验的，但可能需要以新的或组合的方式来检测AM过程产生的缺陷。因此，在检测AM零件时，
应明确零件材料固有缺陷及缺陷阈值标准、确定检测时机、选择适合的检测方法与标准、保
证表面状态符合NDI检测要求、通过CT等方法应对复杂几何形状及内部特征的检测。AC
33.15-4指出，CT是目前唯一被批准用于检查无法直接访问的内部特征的检查方法，但需要
考虑其成本、时间、能力等。
为保证稳定、可再现地生产出符合设计要求的尺寸、性能及质量的零件，AC 33.15-4提出进
行工艺验证，包括工艺验证方法、工艺定型鉴定、设备鉴定、多台设备鉴定以及关键工艺变
更的相关要求。当工艺过程与参数发生变更时，必须提供可靠地试验数据及依据进行说明。
FAA对于AC 33.15-4的制定及未来发布表明增材制造在航空领域的应用已初步进入实际工程
应用、批量生产阶段，其规定的要求都体现出从产品的设计研制到批生产各个环节与流程都
需要系统化、规范化的技术文件支撑，才能保证产品生产的质量一致性及可重现性。
参考来源：融融军民
52
FAA出台增材制造领域路线图
美国联邦航空管理局（FAA）于2017年9月底提交审查文件，制定了“增材制造战略路线图”
草案，路线图包含重要的监管信息，涵盖认证、机器和维护、研究和开发的问题和考虑，以
及对增材制造方面教育和培训的双重努力需求。
在制定路线图之前，FAA对增材制造当前所面临的挑战进行了详细的研究，包括对可接受的
关键制造参数的理解限制，对关键机械和材料缺陷的理解限制，工业数据库的缺乏，无损检
测技术的开发，缺乏工业规范与标准等等。
撰写这样一个综合路线图的主要挑战之一是开发可以涵盖所有新流程的系统。包括技术分类
都是一个挑战，工作组尝试通过不同的角度来进行分类，例如以原材料形状来分类：粉末、
线材、液体等，也可以通过加工中使用的能量来分类，激光、电子束、等离子弧等。
53
仿真
航空发动机的仿真包含气动/燃烧/结构/强度/材料等学科领域、部件/子系统/系统等产品结构层次，以及
设计/试验/制造/维修等领域
学科领域维仿真技术
流体仿真：计算流体力学(Computational Fluid Dynamic，CFD)是通过数值方法求解流体力学控制方
程，并预测流体运动规律的学科。
燃烧仿真：计算燃烧学(Computational Combustion Dynamics，CCD)是对燃烧的基本现象和实际过
程进行计算机模拟的一门科学，为深入认识航空发动机燃烧过程和燃烧装置的设计及研制提供了重要手
段。
传热仿真：计算传热学(Computational Heat Transfer，CHT)又称数值传热学(Numerical Heat
Transfer，NHT)是指对描写流动与传热问题的控制方程采用数值解法通过计算机予以求解的一门学科。
结构强度仿真：结构强度仿真是应用计算结构力学计算从零件到部件、组件、分系统和整台发动机的结
构性能，包括应力、应变、振动频率、寿命、重量、可靠性等。
材料仿真：材料仿真是指通过模拟材料的组成、结构、性能及服役性能，研究材料从纳观、微观、介观
到宏观的多个尺度范围内存在的各类现象与特征，从而预测材料的结构和物化性质，为进行材料设计、
优化与实践的重要手段。
多学科设计优化仿真：多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization，MDO)是一种通过探
索并利用工程系统中各学科间相互作用的协调机制来设计复杂系统和子系统的方法。
54
仿真
生命周期维仿真技术
产品结构层次维仿真技术
设计业务域：在航空发动机设计中，仿真技术主
要用于推进系统、整机、部件和系统的辅助设计
控制系统仿真：航空发动机控制系统仿真包括发
和性能分析。
动机建模仿真和发动机控制系统仿真两项核心技
术。
试验业务域：航空发动机试验仿真能力已实现从
常规的稳态和过渡态特性仿真到动态特性(如喘
液压机械执行机构仿真：液压机械执行机构作为
振、旋转失速和进口流场畸变等)仿真的发展。
控制系统的一个重要组成部分。
* 更多信息请参考3D科学谷与安世亚太联合发布的《3D打印与液
制造/装配业务域：目前航空发动机制造工艺全
压行业白皮书》）
流程仿真技术研究比较成熟，取得了航空发动机
零部件/系统级制造工艺流程仿真等软件成果。
燃烧室仿真
维修业务域：应用于故障的实时预测、性能变化
压气机、涡轮等机构仿真
趋势分析和关键件的使用寿命管理，可大大节省
维修工时和备件数量，提高经济性和工作可靠性。
参考来源：飞行世界
55
数字孪生体技术
增材制造技术不仅易于将数字资产实体化，提高了各
种优化应用的可行性；而且其全数字化的制造过程，
也大大丰富了数字孪生体的数据资产，促进数字孪生
体价值的发挥。这同时也是信息化（向数字化和智能
化的更高阶段）和工业化（增材制造工艺突破）的深
度融合，促进产业的服务化转型。
机器学习与物理建模相结合，不仅可帮助企业了解产
品过去的性能表现，同时还能预测未来。通过数字孪
生体技术非常详细地研究和测试复杂物理现象，将来
金属3D打印设备可以作为自己的检查员，工业3D打
印还可以整合人工智能和一定程度的自动化，从而进
一步推动3D打印设备进入产业化，更深入地进入到
最终生产用途的零件制造过程中。在生产所需要的更
高速的构建率情况下，3D打印设备实现自我监测，
并最终实现自动化的自我纠正/补偿，从而提高质量
扫码关注数字孪生体实验室公众号
控制水平。
回复公众号：2019白皮书
即可获取共148页的完整版白皮书
作为第四次工业革命的通用目的技术和核心技术体系
之一，数字孪生体也是仿真技术应用的巅峰。关于数
字孪生与产业的结合，请参考安世亚太设立的数字孪
生体实验室发布的《数字孪生体技术白皮书2019》。
UTC通过3D打印开发带中空壁热屏蔽结构的燃料喷射器
56
通过基于粉末床的选择性金属熔融3D打印技术，
美国联合技术公司可以构建喷射器的主体。将钛
或镍基合金之类的粉末金属层层铺叠在粉末床上，
并且基于STL文件使用激光来选择性地熔融金属
粉末。根据3D科学谷的市场研究，美国联合技
术公司每次添加约0.0005英寸（〜0.0127mm）
至约0.001英寸（〜0.0254）厚的层。然后，有
必要在部件完成制造之后去除残留在内部空隙或
空间内的金属粉末。金属3D打印在制造具有内
部空间的燃料喷射器部件过程中发挥了主要作用，
而内部空间又通过多个孔或端口连接到部件的外
部。为了将残留粉末去除，美国联合技术公司除
振动和振动之外，还通过施加压缩或加压的空气
来移除粉末材料。
具有中空壁热屏蔽的整体燃料歧管和径向空气旋流器的燃料喷射器中心
体的分解图
GE通过3D打印改进燃气轮机中的燃料和空气的预混合
57
根据3D科学谷的市场研究，GE公司通过3D打印技
术正在开发一种涡轮转子叶片，叶片的特殊设计包
括由凹压侧外壁和凸吸入侧外壁限定的翼型，翼型
沿前缘和后缘连接，并且在它们之间形成径向延伸
的腔室，用于接收冷却剂的流动。
这种新型涡轮转子叶片的设计目的是提供有效的近
壁冷却，采用某些弯曲或起泡或正弦或波浪形的内
部肋（“波状肋”），这减轻了经常在涡轮叶片的
翼型中发生的不平衡的热应力。这些结构降低了翼
型25的内部结构的刚度，从而提供了目标柔性，通
过该柔性，应力集中被分散并且应变卸载到能够更
好地承受它的其他结构区域。以这种方式，可以避
免寿命缩短的应力集中和应变。
注：此内容为燃气轮机应用
参考资料： US10119589B2
UTC将3D打印用于管道式换热器系统
58
根据3D科学谷的市场研究，UTC联合技术公司开发出
用于燃气涡轮发动机的管道式换热器系统的新型整流
罩，其创新之处在于通过3D打印增材制造来完成异
形复杂换热器结构的制造。
热疲劳通常是限制换热器寿命的主要方面，而3D打
印-增材制造换热器具有低循环疲劳的特点。与基于
典型波纹和钎焊组装技术需要不同材料的常规制造技
术相比较，3D打印技术可以实现更加优化的材料组
合，并且不需要焊接过程。UTC联合技术公司基于热
传递需求设计了减少造成热疲劳的表面特征并且优化
了几何结构，从而更加有效的管理热传递。
在某些案例中，与等同热容量的“砖”状结构设计的
换热器相比较，3D打印的波状外形的外部几何结构
体积减少约15-20％。结合波状外形的增材制造结构，
可以实现理想的空气动力学，而无需像以前那样需要
妥协于制造的局限性。
GE通过3D打印重新定义热交换器
59
特定的案例中，用于燃气涡轮发动机的一个特
定热交换器包括250个部件，这些部件必须组装
成单个不透流体的部件。与这种热交换器的组
装相关的制造时间和成本非常高并且流体通道
之间或来自热交换器的流体具有泄漏的可能性，
这种可能性通常由于形成的接头的数量而增加。
另外，传统制造工艺还限制了热交换器中的热
交换特征的数量，尺寸和配置。GE通过3D打印
重新定义了热交换器。例如，流体通道可以是
曲线的，并且可以包括小于0.25mm厚的热交
换翅片，并且形成为每厘米多于十二个热交换
翅片的翅片密度。另外，热交换翅片可以相对
于流体通道的壁成角度，并且相邻的翅片可以
相对于彼此偏移。
参考来源： US10175003B2
UTC联合技术3D打印VESL血管形状结构应用于燃料喷射器系统的冷却
60
根据3D科学谷的市场研究，UTC联合技术开发
VESL结构178通
过选区金属激光
了一种新的燃气涡轮发动机的燃烧器区段的冷
熔化（DMLS）
或电子束融化技
却燃料喷射器系统。将3D打印应用到复杂的
术（EDM) 增材
VESL血管结构的制造。燃料喷射器系统部件内
制造工艺来制造。
部包含了血管工程（VESL）结构，该VESL结构
与第一冷却流体的源流体连通。VESL结构是中
空血管结构，其中第一冷却流体在VESL结构的
一个或多个节点和分支的中空通道内连通。系
统还包括第二冷却流体源，第二冷却流体的温
度低于靠近燃料喷射器系统的核心气流的温度。
VESL结构设置在燃料喷射器系统部件的壁之间，
并且VESL结构由空隙围绕，空隙被配置成用于
使第二冷却流体围绕VESL结构的节点和分支通
过。
参考来源：US10400674B2
GE通过3D打印改进燃气轮机中的燃料和空气的预混合
61
通过使压缩空气和燃料通过预混合器，预混合器制
造涡旋运动，离开预混合器的燃料 - 空气混合物可
以更彻底地混合。预混合器可包括多个流体流动路
径，其中每个流动路径具有叶状横截面，横截面沿
着流动路径的长度扭转，在流过流动路径的流体中
引起涡旋运动，从而更彻底地混合燃料和压缩空气。
而流动路径的横截面的尺寸可沿着流动路径的长度
收缩，从而产生锥形流动路径。
3D打印技术使得制造复杂形状的预混合器成为现实，
预混合器带来的旋涡运动有助于使液体燃料与空气
雾化和混合，使得除了气体燃料之外还能够使用液
体燃料。并且可以产生喷射稳定的火焰，带来较低
的动态性和较高的火焰稳定裕度，而高出口速度可
用于减少或消除火焰回火风险。
注：此内容为燃气轮机应用
参考资料： US10415833B2
UTC联合技术通过3D打印助力多种材料的燃气涡轮发动机转子开发
62
UTC开发的用于燃气涡轮发动机的转子的转子盘由一种材料制成，而叶片是由另外一种材料制成的。如
图HPC转子60可以是混合双合金整体叶片转子（IBR），其中叶片64由一种类型的材料制成，转子盘66
由不同的材料制成。双金属结构提供了分别满足不同温度要求的材料能力。叶片64可以由单晶镍合金制
成，转子盘66由不同的材料制成，例如挤压的坯料镍合金。而叶片64通过线性摩擦焊接连接或通过增
材制造技术连接到转子盘66上。此外，叶片可以经受第一类热处理而转子盘66经受不同的热处理。通
过3D打印过程将两种材料分散熔合在一起，两种材料内部晶粒产生粘结，使得任何硬质过渡都被消除，
从而零件不会在巨大的压力和温度梯度变化下发生断裂情况。这为不同材料制成的组件提供了很高的接
头强度。
参考资料：US10082034B2
带有点阵结构冷却方案的涡轮发动机部件
63
UTC联合技术正在将3D打印技术应用于燃气涡轮发动机部件的冷却方案，包括在燃气涡轮发动机部件的壁内部
的点阵结构。通过点阵结构为燃气涡轮发动机部件提供有效的局部对流冷却，使得部件可以经受通过核心流动
路径的热燃烧气体的高温。UTC联合技术所设计的点阵结构可以适应于任何给定的燃气涡轮发动机部件或部件
的某个部分的特定冷却需求。换句话说，通过改变点阵结构（图中编号80）的设计和密度，可以调整以匹配外
部热负荷和局部寿命要求。对于任何给定的点阵结构来说，实际设计可取决于部件的几何形状。还需要考虑各
种要求，包括压力损失、局部冷却流量、冷却空气热量吸收、热效率、总体冷却效率、空气动力学混合和可生
产性考虑，并且还需要考虑燃气涡轮发动机的特定参数。点阵结构（图中编号80）可以通过诸如粉末床金属熔
融的增材制造工艺来生产，当然还可以通过电子束熔化（EBM）工艺来生产。
64
集成热交换器的齿轮箱
GE开发的集成热交换器的一体化齿轮箱不仅可
以将齿轮箱和热交换器以整体结构制造出来，而
且还可以实现非常薄的壁厚，至少一个热交换壁
具有小于4毫米的厚度。这种设计理念可以类似
地应用于各种变速箱，例如传动齿轮箱，动力齿
轮箱，减速齿轮箱，或涡轮风扇的其他部件。可
以应用到汽车、航空、海事等领域。
通过3D打印工艺，可以形成特定的表面光洁度
和通道尺寸以改善通过通道的流体流动，改善通
道内的热传递等。可以通过增加激光扫描速度或
粉末层的厚度来实现更粗糙的光洁度，并且可以
通过降低激光扫描速度或粉末层的厚度来实现更
光滑的光洁度。还可以改变扫描路径或激光功率
来改变特定区域的表面光洁度。
图片来源： GE专利US 10247296 B2
65
叶片-3D打印电子应用
GE
GE制造涡轮机部件上应变传感器的专利已获得批准。该专利技术包括涡轮部件的外部表面规划，
和如何将陶瓷材料沉积到外部表面指定的位置上。应变传感器的陶瓷粉体通过自动化的3D打印
增材制造工艺沉积到叶片表面上，陶瓷材料可以包括热障涂层如氧化钇及稳定的氧化锆。而一些
特殊的涡轮部件位置上则不需要热障涂层。
完成应变传感器的制造则需要不同设备之间的配合，包括气溶胶喷射机（例如，Optomec的
Aerosol Jet 3D打印机和透镜系统）、微喷机（如Ohcraft或nScrypt公司的微笔或3Dn），以
及 MesoScribe Technologies技术公司的等离子喷涂设备MesoPlasma。
在GE公开专利之前，斯旺西大学的研究人员已通过Optomec气溶胶喷射技术直接打印应变和光
学蠕变传感器，用在喷气发动机的压缩机叶片表面上。使用激光检测系统和光学测量的传感器，
研究人员能够确定一个组件的蠕变程度在10纳米以内。
66
3D打印燃料喷射器和冷却系统专利
GE
通过3D打印技术，GE改进了用于将燃料喷射器延伸到燃烧气体流场中的冷却系统。
GE获批的专利还包括用于冷却延伸到燃烧气体流场的燃料喷射器的系统。根据3D科学谷的市场
研究，该系统包括通过燃烧室限定燃烧气流路径的衬里、通过衬里延伸的燃料喷射器开口和燃料
喷射器。通过激光融化技术，每层的尺寸在0.0005英寸到大约0.001英寸之间。GE在该专利中所
使用的是（但不限于）EOSINT™ M 270 , 以及PHENIX PM250, 或者EOSINT™ M 250 。根据
3D科学谷的市场研究，GE所采用的金属粉粉末成分中含有钴铬，例如（但不限于）HS1888和
INCO625。金属粉末的粒径大约在10微米到74微米之间，最好是在大约15微米和大约30微米之
间。
68
中国国产民用飞机配套发动机型号
中国商飞
西飞国际
C919
MA60/600
喷气式干线飞机
涡浆式支线飞机
LEAP-X发动机
PW127J发动机
发动机制造商：CFM国际
发动机制造商：普惠
哈飞集团
中国商飞
运12
ARJ21
小型涡浆式多用途运输飞机
喷气式支线飞机
PT6A-27发动机
CF34-10A发动机
发动机制造商：普惠加拿大
发动机制造商：GE
69
中国发动机-长江系列
中国航发商用航空发动机有限责任公司（简
称“中国航发商发”，AECC CAE，以下称
“商发公司”）成立于2009年1月18日，是
CJ-1000A
CJ-1000AX
CJ-1000B ER
由中国航空工业集团公司（注：2016年1月
2016年推出
2022年推出
2026年推出
27日经国务院批准，中国航空工业集团公司
所持公司股权换转至新成立的中国航空发动
机集团有限公司）与上海烟草集团有限责任
长江CJ-1000A发
公司、上海电气（集团）总公司、上海国盛
动机是中国第一款
（集团）有限公司共同出资组建的股份多元
商用航空发动机产
化企业。主要从事商用飞机动力装置及其相
品，是装配国产大
关产品的设计、研制、生产、总装、试验、
飞机的惟一国产动
销售、维修、服务、技术开发和技术咨询等
力。
业务。商发公司下设研发中心、总装试车中
心、大修中心、客户服务中心。
中国大型客机发动机项目总承担单位和总设计师单位是中
航商用飞机发动机有限责任公司。国产大飞机C919 目前
用的是CFM LeapX发动机，但长期来说，中国计划在
C919上用自己生产的发动机。
70
材料发展趋势
金属材料
钛：以Metalysis为代表的专有技术有望将目前钛粉制造成本降低到3%的水平。
不锈钢：以GKN增材制造材料为代表，开发了一系列用于增材制造的低合金钢粉末；瑞典
VBN Components 推出3D打印用耐磨钢材料；Fraunhofer ILT研究所开发了新型不锈钢合
金避免裂缝和缺陷
铜合金：国际上NASA等企业3D打印铜合金推力室部件通过热火试验；日本岛津的BLUE
IMPACT 蓝光冲击二极管激光器商业化；日本DaiHen开发了强度是目前两倍的3D打印用铜
合金粉末。所有的因素有望催生3D打印在电动汽车（例如电动车的电机定子），散热器，电
感应器的应用
铝合金：HRL，苏州倍丰，Aeromet International纷纷开发出价格更低，更强的铝合金，有
望替代锻造铝合金。结合3D打印所释放的设计自由度，高强度铝合金将在包括压力容器、液
压歧管、托架、高强度结构件领域开始颠覆产品制造方式。
塑料及复合材料
- DSM通过与e-Xstream Engineering的合作，设计和预测所需性能的可靠零件
-英格索尔推出龙门型热塑材料增材制造设备MasterPrint,结合五轴加工，可以快速、可靠、
低成本的加工航空航天零件
- 惠普设备开始被用来制造牙科矫正器的模型
71
中国航空发动机集团
中国航发下辖20余家直属企事
业单位，拥有3家主板上市公
司，现有职工近10人。主要从
事军民用飞行器动力装置、第
二动力装置、燃气轮机、直升
机传动系统、航空发动机技术
衍生产品的设计、研制、生产、
维修、营销和售后服务等业务；
客户涉及航空、航天、船舶、
兵器、能源及空天等多个领域。
公司设计生产的涡喷、涡扇、
中国航空发动机集团（简称：中国航发，英文：
涡轴、涡桨、活塞等航空发动
Aero Engine Corporation of China，英文缩写：
机、燃气轮机和直升机传动系
AECC）是中央直接管理的国有特大型企业，由国务
统等产品，广泛配装于各类军
院、北京市人民政府、中国航空工业集团公司、中
民用飞机、直升机和大型舰艇、
国商用飞机有限责任公司共同出资组建。
大型发电机组上。
72
金属材料
其他: Additive metal alloys, AMETEK, Argen
Corporation, Ampall, ATI Specialty Materials,
CVRM, Cooksen gold, Ecka Granuies, Equispheres,
Eramet-Erasteel, Eutectix, Falcontech, Global
Tungsten&Powders, H.C.Starck, Hoganas AB,
NanoSteel, Osaka Titamnium, Praxiar Surface
Technologies, Pyrogenesis, Legor Group, Questek
Innovations,Tekna, TLS Technik, USD Powder,
Valimet, VBN Components, Wolfmet Tungsten
Alloys, and the major metal 3D Printers such as
EOS，and Concept Laser...
西安铂力特、无锡飞尔康、中航迈特、宁波中物力拓
超微材料、成都优材、浙江亚通焊材、上海材料所、
广东省材料与加工研究所、深圳微纳增材技术、江苏
天一超细金属粉末、河南黄河旋风…
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中国上游高温合金生产企业
钢研高纳
以铸造高温合金、
北京航材院
变形高温合金和新型
抚顺特钢
铸造高温合金母
高温合金为主
以变形高温合金为
合金锭的研究与制造
主，在国内规模最大
长城特钢
以变形高温合金为
主，锻材和轧材
沈阳金属所
侧重基础理论研究
承担国家重大科研
转项
宝钢特钢
变形高温合金及其盘
锻件
74
中国上游钛合金生产企业
中国钛合金市场份额
陕西材料产业集群
-宝鸡钛业股份
-西部超导材料科技
-西部材料
-咸阳天成钛业
-西安赛特金属材料
By:
来源：《钛工业进展》
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