3D打印引擎革命！知名高超音速客机开发商分享应用增材制造技术的经验

Boom Supersonic是一家以3D打印技术为核心，致力于通过创新引擎设计与增材制造重塑超音速飞行未来的航空先锋企业。该公司正在用粉末和激光改写规则。从大量使用聚合物3D打印技术制造夹具和固定装置，到全面进军发动机创新领域，该公司充分证明了增材制造的潜力。对于Boom的增材制造工程师Ruslan Pshichenko来说，3D打印不仅仅是制造零件，更是一层一层地打造一场飞行革命。

Boom与3D打印的渊源始于XB-1的早期阶段，XB-1是Boom首款极其成功的超音速演示飞机。Pshichenko回忆道：“我们有机器，也知道会用到它们，但直到遇到障碍时才意识到，我们可以使用3D打印。”在Stratasys FDM打印机的帮助下，团队打印了近350个飞行级热塑性部件和超过750个钻孔导轨。

这仅仅是个开始。如今，Boom正着手打造其首款商用客机Overture，并从热塑性塑料转向金属，为其下一次飞跃——商用超音速喷气式飞机Overture的专有发动机Symphony铺平道路。Symphony发动机正在分阶段进行验证，其核心部件（称为SprintCore）经过多次迭代。作为独立的测试件打造，可以使用增材制造零件快速进行多次迭代。Pshichenko解释说，“它包括高压压气机、燃烧室和高压涡轮。只需测试核心部件，我们就能收集燃烧数据。”

Boom与EOS的合作始于EOS AM Turnkey计划，这是一项全面的北美咨询解决方案，旨在通过将专家指导与实践学习相结合来加快工业3D打印的采用。

该端到端项目与Additive Minds团队紧密合作，在位于德克萨斯州的EOS技术中心内，为企业提供从项目规划、组件重新设计到系统配置、培训和全面量产的各个阶段的支持。通过结合实时支持、定制应用开发和丰富的行业洞察，AM Turnkey帮助Boom等企业避免代价高昂的失误，高效扩展规模，并打造一支能力全面的内部增材制造团队。

凭借EOS M400-4及其四激光系统和大尺寸制造能力，Boom实现了快速的构建速度。根据Boom的协议，该公司购买了一台3D打印机，并在EOS位于德克萨斯州的工厂内进行初步运行，并得到了EOS工程师的支持。现在，这台打印机将被转移到Boom自己的研发实验室——这标志着双方合作的开始。

Pshichenko说道，“当我们急需零件时，它帮我们避免了金属3D打印带来的高难度学习曲线。EOS让我们在他们的工厂使用机器几个月，让他们的技术人员处理首批生产批次。他们的专业知识确实帮助我们快速获得了所需的零件。”

一整套涡轮叶片、导向叶片和密封件正应运而生。当前正在生产的193个零部件，每个都支撑着Symphony的“热段”，尤其是高压涡轮（HPT）区域，这里的温度和应力将材料推向极限。Boom使用Haynes282，这是一种针对高温高应力环境优化的镍基高温合金，非常适合制造涡轮叶片和轮叶等部件。

Pshichenko表示，“这些部件是发动机的核心。它们不是装饰品——而是功能性的，是真实的，它们帮助我们验证引擎性能的方方面面。这些都是真正可用的部件，用于提供真实测试数据。”

Boom使用EOS M400-4实现了快速的打印速度，这得益于该机器的四激光系统和巨大的打印体积（400毫米）。单个打印包含三个大型涡轮叶片，耗时约四天半，消耗约50公斤金属粉末，彰显了该机器的工业级产能和可靠性。

Boom增材制造的优势远不止速度。据Pshichenko所说，它能让工程师拥有不同的思维方式：“我们的一位工程师需要一种工具，能够在20英尺长的碳粘合线上均匀涂抹粘合剂。因此，我们连夜打印了一个定制的试用工具。这种灵活性是机械加工无法比拟的。”

这种创造思维的敏捷性如今正扩展到金属领域。“Boom的工程师们已经开始提出各种想法——热交换器、冲击管、密封件，”他解释道。“拥有EOS机器开始改变我们的思维方式。我们会想，我们还能打印什么呢？”

但这并非没有挑战。金属打印涉及复杂的支撑结构设计、精准的清粉处理以及诸如热等静压（HIP）、热处理和电火花加工（EDM）等细致的后处理工艺。不过，Pshichenko认为这些挑战是可以克服的，尤其是在采用合适的技术的情况下。“EOS是金属增材制造领域的领导者，对于像涡轮叶片这样复杂的部件，需要尽可能可靠的系统。”

展望未来，Boom的目标非常明确。“我们正在超级工厂里设计一个增材制造车间，不仅用于制造冲刺阶段的核心部件，还将用于生产飞行硬件、工装模具，以及任何增材制造能让我们占据优势的领域。”

Boom为其原型发动机打印的部件旨在用于测试，而非飞行。然而，他们正在密切关注航空航天业如何向FAA认证的3D打印发动机部件迈进。但这只是时间问题。正如Pshichenko所说：“我们正在与FAA密切合作。验证是关键。但道路已经在那里——我们并非孤军奋战。像通用电气这样的公司已经在试飞3D打印的喷嘴，但还没有人试验旋转部件，这是下一个挑战。”

Boom预计Overture将于2029年投入运营，届时其许多系统（尤其是非结构部件和客舱部件）都可以通过3D打印技术实现。Boom的故事是关于重新思考一切可能。“不用增材制造，能做到吗？也许可以，但难度会大得多。增材制造让我们行动更快，制造更智能，设计也不受限制。”#增材制造# #高超音速#

注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。