用“3D打印”制造航空发动机换热器，结构复杂了，工艺简化啦！

（3）预冷系统（Pre-cooling System）。预冷系统是在常规涡轮发动机的压气机前部加装预冷换热器，冷却进气道中的气流，使气流温度下降，扩展涡轮发动机的可工作范围（图4）。航空发动机换热器的设计有如下基本要求：首先要保证发动机的正常工作，其次是本身的良好运转，在此基础上要追求尺寸小、质量轻以及高可靠性，并以最优化的方式来实现动力传动整体结构和性能要求。因此，在换热器设计中，应从结构、能耗、可靠性、运行以及工艺等方面进行要求：



1）换热器结构紧凑、尺寸小、重量轻；2）在所有可能出现的负荷及外部条件下，换热器都能可靠地工作并达到发动机工作要求；3）满足发动机工作环境下的强度和可靠性要求；4)换热器在系统中布置合理，便于安装、拆卸和监测。


简单来说，就是轻质、高效、高可靠性、耐高温高压的换热器设计技术。轻质与高效、高可靠性与耐高温高压从设计本身的角度来说是矛盾的，这样的设计要求使3D 打印技术在航空发动机用换热器的设计制造中得到应用。


首先，3D 打印使钛等耐腐蚀、轻质的材料在换热器的加工上成为可能；其次，复杂结构的实现使高效换热器得以加工；最后，一次成形技术解决了传统焊接技术造成的低可靠性问题。可见，3D 打印技术使轻质、高效、高可靠性、耐高温高压的换热器设计生产成为可能，为各种换热器在航空发动机上的大规模应用提供了技术保障。

设计实例




按照航空发动机用换热器的设计要求，完成了空气- 空气换热器（图5）和空气- 燃油换热器（图6）的设计，并应用3D 打印技术加工了样件。以上应用3D 打印技术制造的换热器模型，获得了传统方法不能得到的复杂结构，简化了加工工艺，并减少了过多接口引起的重量和尺寸偏差，可见3D 打印技术在航

空发动机上的应用前景非常广阔。



供稿：航空制造网