2026年7月，在刚刚落幕的英国范堡罗国际航展上，RTX旗下普惠公司（Pratt & Whitney）与吉凯恩航宇（GKN Aerospace）正式签署了一项具有里程碑意义的技术开发协议。双方将联手探索采用增材制造技术为F135发动机生产大型结构部件，F135正是洛克希德·马丁F-35"闪电II"系列超音速隐身战斗攻击机的动力核心。这不仅是一次普通的供应链合作，更标志着金属3D打印技术正式向军用航空发动机最核心的结构件领域发起冲击。
F135发动机：全球最先进战斗机发动机的制造挑战
F135发动机是F-35战斗机的唯一动力来源，也是目前全球最先进的中等推力级涡扇发动机之一。该发动机由普惠公司主导研制，最大推力超过191千牛，推重比超过10，加力燃烧室温度接近2000摄氏度。然而，F135项目在制造环节长期面临一系列棘手挑战：涡轮叶片微裂纹问题曾导致大规模停飞、供应链中混入不合格钛合金原料引发质量危机、燃烧室起火事故屡有发生，加之F-35全球交付量持续攀升，发动机产能和备件供应保障压力日益加大。正是在这样的产业背景下，增材制造技术以其快速响应、减少材料浪费、缩短交付周期和提升供应链韧性的独特优势，进入了普惠公司的战略视野。
此次签署的技术开发协议正是为了解决上述痛点。项目由挪威国防物资局提供资金支持，开发工作将由吉凯恩航宇位于挪威康斯伯格的工厂主导推进。该工厂在定向能量沉积技术领域积淀深厚，拥有多座专用DED生产中心，技术成熟度处于全球领先水平。
激光定向能量沉积线材工艺：大尺寸金属增材制造的核心利器
与当前工业领域主流的激光粉末床熔融工艺不同，吉凯恩航宇此次采用的技术路线是激光定向能量沉积线材工艺（L-DED w）。这种工艺以金属丝材为原料，通过高功率激光将丝材熔化并逐层沉积在基板上，从而成形出三维金属构件。相较于粉末床工艺，L-DED w具有更高的沉积效率和材料利用率，尤其适合制造大尺寸、中等复杂度的结构件。吉凯恩航宇的DED系统采用单元式架构，能够生产长达5米的超大尺寸部件。设备核心是一台20千瓦高功率激光器，配合全氩气密封成形环境，能够有效防止钛合金等活性金属在高温成形过程中发生氧化和污染。这种工艺路线选择绝非偶然，对于F135发动机机匣这类直径接近两米的大型环形结构件，粉末床设备的成形尺寸和沉积效率根本无法满足工程需求，而L-DED w工艺恰好提供了兼顾尺寸、效率和材料性能的最优解。
吉凯恩航宇在DED技术领域的布局由来已久。公司早在2017年就开始与美国橡树岭国家实验室开展五年期合作研究，累计投资1780万美元。如今，吉凯恩在瑞典特罗尔海坦、英国布里斯托尔和美国沃斯堡运营着三座DED生产中心，形成了覆盖欧洲和北美的区域化生产网络。此次挪威康斯伯格工厂的加入，将进一步提升其服务欧洲防务项目的能力。
里程碑式目标：2027年演示件、2028年认证
根据协议时间表，惠普与吉凯恩航宇设定了清晰的阶段性目标：2027年制造出首个全尺寸验证部件，2028年底前完成产品适航认证。如果这一目标顺利实现，该3D打印发动机机匣将成为军用航空发动机领域首个达到此量级的增材制造结构件。项目的核心要求是，3D打印部件必须与当前发动机设计保持完全的安装兼容性和功能可互换性，这意味着增材制造不能降低原有设计的性能标准，反而需要在减重、缩短交付周期和提升供应链弹性方面创造额外的工程价值。
吉凯恩航宇高级副总裁Sébastien Aknouche表示："我很高兴看到这次合作将强大的工业能力和先进的制造技术结合在一起。这一举措反映了我们进一步开发并工业化增材技术、以满足严苛航空航天应用需求的雄心。"惠普公司F135项目副总裁Chris Johnson补充道："这份协议体现了我们持续聚焦先进技术、为F135项目的长期需求提供支持的承诺。我们感谢与吉凯恩航宇的合作，共同探索有助于未来发动机就绪状态的新型制造方法。"
增材制造赋能军用航发供应链的战略意义
F-35项目是全球规模最大的战斗机采购项目，目前已向美国空军、海军陆战队以及多个盟国交付超过1000架，未来总需求量可能突破3000架。如此庞大的机队规模对发动机备件供应和维修保障提出了极高的要求。传统锻造和铸造工艺制造大型发动机结构件的周期往往长达12至18个月，且需要昂贵的大型锻压模具和专用工装。增材制造可以将复杂结构件的制造周期缩短50%以上，同时将材料利用率从传统减材制造的10%~15%大幅提升至80%以上，显著降低了稀有金属材料的浪费和采购成本。
从供应链弹性的角度来看，数字化增材制造文件可以通过网络传输到任何具备资质的DED生产中心进行本地化制造，这意味着一旦某个地区的供应链受到地缘政治冲突、自然灾害或物流中断的影响，其他区域的生产节点可以迅速接替产能，确保战斗机机队的战备完好率不会受到实质性冲击。对于F-35这种横跨多国供应链的全球化武器装备项目而言，这一能力的战略价值不可估量。挪威国防物资局对这一项目的支持，也反映出欧洲盟国对自主可控的防务制造能力的高度重视。
行业观察：军用航发增材制造从边缘走向核心
增材制造在航空航天领域的应用已有多年历史，但此前主要集中于非承力支架、管路弯头、传感器外壳等次要部件。F135发动机机匣作为发动机的核心承力结构件，需要在高温、高压、高振动的极端工况下保持结构完整性和气密性，其制造难度和认证要求远超普通增材制造零件。如果普惠和吉凯恩航宇能够成功完成这一项目的认证，将一举改变行业对增材制造"只能做小零件、不能做大结构"的传统认知，为增材制造技术在军用航空发动机核心部件领域的规模化应用打开大门。届时，3D打印将从航空发动机工厂的边缘工艺跃进为不可替代的核心制造手段，深刻改变未来航空发动机的设计理念和供应链体系。