2008年，金融危机席卷西方世界，位于西方经济世界中心的美国经济发展受到剧烈冲击。为了渡过难关，美国随即开展战略调整，提出再工业化的最新国家战略。希望通过技术上的突破，从而刺激经济发展。在美国再工业化的国家战略中，选出了45项未来先进制造技术，其中排名第一的，就是增材制造技术。有了美国领路，其他国家迅速跟进。很快，在世界范围内掀起了一波“增材制造热”。
增材制造技术（Additive Manufacturing，AM）也称为3D打印技术，是一种兼顾精确成形和高性能成形的一体化制造技术。这种特殊的制造技术是基于计算机辅助设计的。首先在计算机中生成三维CAD模型，然后分层切片，将零件的三维信息转化为一系列的二维信息，在计算机的控制下，沿着特定的路径逐层沉积材料，最终得到零件的三维近净实体。
从增材制造的原理就可以看出，这种革命性的制造技术具备高柔性，快速成型，不受零件形状复杂程度约束等优势。非常适合用于制造形状复杂的航空器零件，因而近年来在航空航天领域内研究人员的高度重视。
增材制造技术在航空发动机生产中的已经实现的运用
上图这台正在试车的航空发动机是GE公司为波音-777X量身打造的GE9X发动机。这款发动机是GE的集大成之作，采用全新材料、全新的冷却技术、气动力设计和大量运用新的制造技术。它所采用的陶瓷基复合材料（CMC）的燃烧室和涡轮，和先进的11级高压压气机技术都不多说。在这里来好好了解一下GE大量采用的全新制造技术。
GE9X发动机所大量采用的全新制造技术，指的就是增材制造技术。 GE公司本身不做增材制造，但是作为一家财大气粗的世界顶级公司，它已经敏锐地感觉到了这项技术在未来的重要性。于是GE开始大规模收购世界顶级做增材制造（3D打印）的公司，并迅速运用到了航空发动机的生产之中。
GE9X发动机已经实现增材制造的7大部分：
- 燃油喷油嘴
- T25传感器外壳
- 热交换器
- 诱导器
- 第5阶段低压涡轮（LPT）叶片
- 第六阶段LPT叶片
- 燃烧器搅拌机
可以发现，GE在这一领域目前已经处于世界领先，并将增材制造技术运用到了低压涡轮叶片这种超精密构件的制造之中，相当了不起！
涡轮叶片传统制造工艺及增材制造运用的展望
涡轮叶片是航空发动机将燃料化学能转变为推动飞行器前进的核心装置，其结构分为叶冠、叶身、缘板、叶根四部分组成。工作原理为燃料剧烈燃烧，产生高温高压气体，推动由大量叶片组成的核心机高速旋转进一步压缩气体，并且向后排出，从而产生向前的推力。
涡轮叶片冷加工
传统的涡轮叶片制造使用的工艺是铸造，然后利用切削，铣等冷加工手段得到如上图所示的涡轮叶片陈品。仔细观察叶根下端，有一段伸出来的榫头，这是涡轮叶片用于连接涡轮盘采用的枞树形榫头。这种连接方式有着多个齿面传力，承载能力强，安全裕度大，有利于散热和摩擦减振等众多优点。但同时也有着对涡轮叶片加工要求高，制造效率较低，且容易产生接触应力，影响使用寿命等缺陷。
涡轮叶片与涡轮盘连接示意图
如果能够将增材制造完全运用于涡轮叶环的制造，那将直接省去叶片的铸造和涡轮盘铸锻变形，粉末冶金等工艺，更省去了涡轮叶片和涡轮盘的枞树形榫接工艺。整个涡轮叶环制造出来就会是一个整体，节省了工艺步骤的同时，还能够获得更好的力学性能。不过涡轮叶环需要在高温高压高速旋转的恶劣环境下长期工作，对材料的要求非常高。要真正实现航空发动机涡轮叶环的直接增材制造，未来还要对工艺，对专用的增材制造合金材料进行更深一步的探索。
涡轮的3D打印塑料模型
国内增材制造技术的发展增材制造是由美国牵头引发世界各国跟随，再加上美国技术原本就处于领先地位。所以目前世界上增材制造技术最为先进的就是美国，在这一领域内的所有原理性专利全部是美国专利，很多先进的加工方法也是美国发明的。
3D打印的整体叶环
我国增材制造是在美国将其定为国家战略之后，随即开始大力重视起来。近年来西北工业大学在这一领域开始引领全国，并在2017年成立了一家名为铂力特的增材制造技术公司。在西北工业大学的推动下，铂力特公司发展迅速，已经开始和国际一流的增材制造（3D打印公司）进行技术交流，取得了骄人的成绩。目前我国在增材制造领域已经成为一个相对较为先进的大国，相信在不远的将来，可以实现世界一流。
涡轮3D打印成品
结语在增材制造(3D打印)发明之前，人类的制造技术分为两类，分别是冷加工和热加工。冷加工是减材制造，热加工是等材制造，3D打印则是增材制造。如果说，冷加工的出现，让人类从石器时代迈入到了金属器时代的话。那么，增材制造的出现，让人类从金属器时代向自由设计时代迈进。
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