谷研究 l UTC联合技术通过3D打印助力多种材料的燃气涡轮发动机转子开发(2)

燃气涡轮机转子系统在在显着压力和温度差的环境中运行，部件的边界部位主要用于分离核心气体流动路径和次要冷却流动路径。对于高压，高温应用，组件在这些边界上经历热机械疲劳（TMF）的考验。出于对期望的性能要求，，研究人员不断的开发具有最佳性能与重量比的组件。

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根据3D科学谷的市场研究，UTC开发的用于燃气涡轮发动机的转子的转子盘由一种材料制成，而叶片是由另外一种材料制成的。如图HPC转子60可以是混合双合金整体叶片转子（IBR），其中叶片64由一种类型的材料制成，转子盘66由不同的材料制成。

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双金属结构提供了分别满足不同温度要求的材料能力。叶片64可以由单晶镍合金制成，转子盘66由不同的材料制成，例如挤压的坯料镍合金。而叶片64通过线性摩擦焊接连接或通过增材制造技术连接到转子盘66上。此外，叶片可以经受第一类热处理而转子盘66经受不同的热处理。

根据3D科学谷的市场研究，通过3D打印过程将两种材料分散熔合在一起，两种材料内部晶粒产生粘结，使得任何硬质过渡都被消除，从而零件不会在巨大的压力和温度梯度变化下发生断裂情况。这为不同材料制成的组件提供了很高的接头强度。

3D科学谷Review

关于叶片式转子，根据3D科学谷的市场观察，Hamilton Sundstrand开发出通过混合增材制造技术来制造包括毂和多个中空叶片的整体叶片转子的方法。从轮毂的径向向外表面连续向外连续地形成多个分段层。在形成多个中空叶片的同时，还在多个中空叶片中形成一个或多个空腔。