美用3D打印造出陶瓷涡轮转子

美国空军技术学院与空军研究实验室的研究人员合作，利用3D打印技术制造出氧化铝陶瓷涡轮转子。

军用燃气轮机研发成本高、时间长，而商用紧凑型燃气轮机成本较低。为实现商用燃气轮机的军用化，需提高其功率和推力，关键之一是提高涡轮的进口温度，这需要采用耐高温的涡轮转子且不使用其他叶片冷却方法。为此，研究人员先通过有限元分析确定了氮化硅制造的涡轮转子可承受的温度和离心负载。适用于氮化硅的3D打印技术还在研发中，因此采用Admaflex 300 DLP打印机制造出氧化铝涡轮转子，替代氮化硅转子进行概念验证。氧化铝与氮化硅的杨氏模量、泊松比、密度相当，但导热系数和热膨胀系数不同，用氧化铝替代氮化硅，可积累3D打印经验，后期经少量修改即可用于氮化硅涡轮转子打印。测试表明，氧化铝转子的打印时间仅为2周，每个转子的材料成本低至158美元。