南極熊探秘全3D渦扇發動機背后的“鍛打印”技術

導讀： 前不久，一個全3D打印的渦扇發動機地面試車成功，在研發單位當中西安空天機電智能制造有限公司赫然在列。

2026年1月，《南極熊來了》訪談節目走進西空智造工廠，與西空智造總工程師王強深入交流，探秘這項顛覆傳統的3D打印技術，以及西空智造在航空航天等領域的亮眼成果。

△《南極熊來了》訪談西空智造總工王強

獨創 “鍛打印” 技術：性能優于鍛件，疲勞強度大幅提升

西空智造的核心3D打印技術被稱作“鍛打印”，這是一項升級版的金屬 3D 打印技術，在傳統激光粉末床熔融技術基礎上，融入了激光沖擊強化技術，采用兩種不同激光器同步加工，形成 “1+1” 的激光器配比模式，例如 4 激光設備便配備 4 個紅外激光與 4 個強化激光，共 8 個激光器協同工作。

這項技術的優勢十分顯著，在金屬粉末床熔融過程中，使用超快激光沖擊強化能對 3D 打印成形件逐層強化，為成形件提供力場，實現對打印件組織和應力的有效調控，其目標是讓 3D 打印成形部件性能達到甚至超越現有鍛件水平。王強表示，從實測數據來看，在鈦合金、高溫合金、鋁合金等主流材料上，“鍛打印” 產品性能已優于鍛件，尤其疲勞強度較傳統粉末床熔融成形件提高 20%-30%，同時還能保證良好的塑性，為高要求領域應用奠定堅實基礎。

全系列設備布局：覆蓋科研與工業，助力不同場景需求

基于 “鍛打印” 技術，西空智造已開發出從小幅面到大幅面的系列設備，精準覆蓋科研與工業兩大場景。

科研版設備為小幅面設計，主要面向高校、科研院所。這類設備能助力科研人員探索新工藝、應用 3D 打印新材料，解決行業前沿問題。而工業級設備則聚焦工業化、批量化生產，打印幅面涵蓋 300mm、450mm、650mm，后續還將研發更大的米級設備。其中，650 型號工業版大型設備憑借 8 光束的配置，擁有 650mm×650mm 的成 形 幅面和 720mm 的成 形 高度，具備高效、穩定的工業化生產能力，該設備也成功入選國家增材制造優質產品。

此外，西空智造在去年 11 月推出的針對高校科研院所的科研版 Laser Plus 鴛鴦版設備，近期完成重大升級。升級后融入最新光束整形技術，光斑直徑保持在亞百微米級（sub-100μm），激光總功率可達 1000瓦，實現了 “四合一” 功能 —— 傳統激光粉末床熔融、打印過程中兩束光束匹配的鍛打印、借助光束整形提高打印效率與精度、對成形件任意部位單獨進行激光沖擊強化，為科研工作提供了多功能、高性能的實驗平臺。

深耕航空航天領域：全3D渦扇發動機試車成功，攻克關鍵難題

在應用領域，西空智造將 “鍛打印” 技術的優勢充分發揮在航空航天關鍵部件制造上。據王強介紹，航空航天領域的動力部件多為轉動件，對疲勞性能、持久性能要求極高，而 “鍛打印” 技術恰好能滿足這一需求，可用于制造航空發動機葉片、渦輪、高溫部件、機匣、散熱器等關鍵動部件。

值得關注的是，西空智造聯合中科院工程熱物理所、中科航星等設計與應用單位，共同研發出國內首臺采用全 3D 打印技術制造且完成地面試車的渦扇發動機。該發動機采用全新設計理念，優化零部件結構，實現了一體化、整體化與輕量化目標。與傳統渦扇發動機相比，其零部件減少 40%，重量減輕 20%-30%，工作效率顯著提升。在研發過程中，西空智造運用 “鍛打印” 技術，成功攻克了葉片、渦輪、轉子等動部件制造的技術難題。目前，該發動機已進入往型號推廣及準備實際試飛的階段，未來有望為航空航天領域發展注入新動力。

拓展電子束打印：發力 AI 芯片散熱，對比綠光打印各有優勢

除 “鍛打印” 技術外，西空智造近兩年推出的電子束 3D 打印設備，在銅及銅合金打印領域表現突出，尤其在 AI 芯片散熱這一熱門方向展現出巨大潛力。

王強表示：“電子束打印相較于激光打印，對高反光的銅及銅合金材料更為友好。西空智造的電子束設備采用獨特的點打印策略，區別于現有電子束打印常用的掃描式策略，大幅提高了打印精度。在 AI 芯片散熱領域，由于散熱結構細小、內流道多，高精度的點打印策略能更好地滿足精細化、小型化的散熱需求。同時，該設備在成形效率上也較傳統電子束打印有所提升。”

當被問及電子束打印銅與綠光打印銅的優劣勢時，王總表示，綠光 3D 打印在銅合金應用上有良好發展趨勢，但目前在硬件成本、壽命、穩定性方面仍需完善，大面積工業化應用尚需時間。而電子束打印在精度上具有優勢，西空智造的點熔策略進一步提升了電子束打印精度，兩者各有特色，可根據不同應用場景選擇。

聚焦核心領域，規模持續壯大

如今，西空智造員工規模已超過 170 人，整體發展態勢良好。未來，西空智造將繼續聚焦空天動力關鍵部件領域，重點圍繞航空發動機、民用商用發動機、小型動力及低空經濟相關動力部件，深耕葉片、渦輪、機匣、散熱器等關鍵動部件、高溫部件的增材制造，以技術創新推動行業發展，在 3D 打印賽道上持續領跑。