新型抗裂紋3D打印鎳基高溫合金，用于商用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)

2026年2月22日，南極熊獲悉，英國(guó)牛津大學(xué)孵化的合金設(shè)計(jì)公司Alloyed，從英國(guó)航空航天技術(shù)研究所(ATI)計(jì)劃中獲得了100萬(wàn)英鎊的資助，以幫助推動(dòng)一種新型3D打印鎳基高溫合金——ABD-1000AM更快地應(yīng)用于商用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。

ABD-1000AM抗裂紋高溫合金專為增材制造而開(kāi)發(fā)，此次研發(fā)資金將用于解決該領(lǐng)域一個(gè)棘手的難題：如何使高性能鎳基合金在激光粉末床熔融（LPBF）工藝中不發(fā)生裂紋。Alloyed公司正與ITP Aero和克蘭菲爾德大學(xué)合作開(kāi)展此項(xiàng)目。

Alloyed公司首席冶金師DavidCrudden博士強(qiáng)調(diào)：“項(xiàng)目旨在提升ABD-1000AM的制造成熟度，是ATI項(xiàng)目資助如何幫助英國(guó)企業(yè)彌合早期研究與產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目之間差距的絕佳例證。ABD-1000AM是目前世界上耐溫最高的鎳基高溫合金，專為增材制造而設(shè)計(jì)。我們發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)對(duì)這種材料有著巨大的需求，并相信它將成為航空航天推進(jìn)和工業(yè)發(fā)電領(lǐng)域燃?xì)廨啓C(jī)的一項(xiàng)顛覆性技術(shù)。”

△使用 ABD-1000AM 材料 3D 打印的蜂窩狀瓷磚

學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的合作

克蘭菲爾德大學(xué)將為項(xiàng)目貢獻(xiàn)高溫材料和表面工程方面的研究成果，包括用于提高合金抗氧化性能的保護(hù)涂層。與此同時(shí)，ITP AeroUK公司則帶來(lái)了在燃燒室技術(shù)方面的專業(yè)知識(shí)，與原始設(shè)備制造商（OEM）合作開(kāi)展商業(yè)和國(guó)防航空項(xiàng)目。

這項(xiàng)撥款是Alloyed公司與ATI項(xiàng)目更廣泛合作關(guān)系的一部分。這家總部位于牛津的公司還與ATI研究所合作開(kāi)發(fā)一種用于航空航天的高強(qiáng)度鋁合金，并通過(guò)項(xiàng)目單獨(dú)獲得了1400萬(wàn)英鎊的資助，用于開(kāi)發(fā)一個(gè)旨在減少增材制造飛行部件認(rèn)證所需時(shí)間和復(fù)雜性的數(shù)字化平臺(tái)。

英國(guó)議會(huì)副國(guó)務(wù)大臣（工業(yè)大臣）克里斯·麥克唐納評(píng)論道：“這有力地展現(xiàn)了政府和企業(yè)如何攜手合作，使英國(guó)在世界一流的航空航天領(lǐng)域保持創(chuàng)新領(lǐng)先地位。我期待看到Alloyed公司的項(xiàng)目如何為未來(lái)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)做出貢獻(xiàn)。我們正通過(guò)現(xiàn)代化的產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略加強(qiáng)對(duì)航空航天產(chǎn)業(yè)的支持，增強(qiáng)企業(yè)投資英國(guó)先進(jìn)制造業(yè)的信心，并落實(shí)我們‘變革計(jì)劃’中的增長(zhǎng)目標(biāo)。”

△ABD-1000AM（一種鎳基高溫合金）的微觀結(jié)構(gòu)。圖片由Alloyed Ltd.提供。

克服3D打印噴射部件的材料限制

開(kāi)發(fā)下一代噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件面臨著巨大的材料和制造挑戰(zhàn)。這些部件必須能夠承受接近1000°C的高溫，承受極高的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力，并且復(fù)雜的幾何形狀是傳統(tǒng)方法難以實(shí)現(xiàn)的。緊迫的生產(chǎn)周期以及實(shí)驗(yàn)室規(guī)模研究與工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)之間的差距，進(jìn)一步制約了高性能高溫合金增材制造的發(fā)展。

這家牛津大學(xué)衍生公司開(kāi)展的由ATI資助的項(xiàng)目反映了這一更廣泛的挑戰(zhàn)，項(xiàng)目致力于提高用于LPBF工藝的ABD-1000AM材料的可制造性，同時(shí)保持高溫性能。英國(guó)類似的舉措也展示了如何應(yīng)對(duì)這些限制。

例如，Skyrora公司與Metalysis公司和歐洲航天局（ESA）合作，正在開(kāi)發(fā)用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室和噴嘴的高性能合金Tanbium ，旨在應(yīng)對(duì)極端的熱力學(xué)和機(jī)械極限。另一方面，Argive公司則利用3D打印鎳基高溫合金制造微型渦輪機(jī)，在減少零件數(shù)量、提升熱性能的同時(shí)，克服了高溫運(yùn)行和制造工藝方面的挑戰(zhàn)。

與Alloyed的項(xiàng)目類似，這些努力表明，先進(jìn)的增材制造方法必須克服材料、幾何形狀和工藝方面的限制，才能生產(chǎn)出功能齊全、耐熱的推進(jìn)部件。Alloyed目前的項(xiàng)目仍專注于部件層面，在將此類材料集成到經(jīng)過(guò)認(rèn)證、可飛行的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)之前，還需要開(kāi)展進(jìn)一步的研究工作。

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