2026年7月下旬,范堡罗国际航展上传出一个让增材制造行业重新审视技术边界的消息:RTX旗下普惠公司宣布,其3D打印版TJ150涡喷发动机完成演示测试。这台发动机近60%的体积部件采用增材制造生产,涵盖静止件与旋转件,而旋转件长期被视为3D打印在航空发动机领域最难攻克的关口。
一、一台用完即弃的发动机,为什么偏要费这么大劲
TJ150是普惠专为一次性任务设计的小型涡喷发动机,推力超过150磅(约68公斤),主要为巡飞弹、靶机、小型无人机和诱饵等平台提供动力。这类系统的任务时长往往只有几分钟到几小时,飞完即弃,因此被称作一次性发动机。按传统思路,一次性意味着差不多就行,但普惠偏偏选择了相反的方向:把增材制造用到极致。
这样做的底气来自战场形态的变化。近年来,巡飞弹和低成本精确打击弹药的消耗量激增,正在重塑军工供应链的底层逻辑。过去那种做一台发动机磨半年的节奏,根本跟不上消耗型武器的补充速度。普惠军用发动机总裁吉尔·艾伯泰利直言,简化设计和快速扩大生产规模,对于满足日益增长的需求至关重要。增材制造的意义正在于此:它让发动机从概念走向实战能力的速度显著加快。
对3D打印行业而言,一台发动机被设计成用完即弃本身就是一个强烈信号。当军用客户愿意在消耗型产品上大规模采用增材制造,说明这项技术已经从实验室验证阶段进入了真正的成本与效率比拼阶段。
二、50多个热端部件整合到不足10个:整合的价值大于替代
普惠在TJ150上做的并不是简单的3D打印替代铸造,而是组件的结构性整合。工程师将超过50个独立的热端部件整合为不足10个增材制造零件,这一瘦身直接转化为装配时间的缩短、供应链复杂度的下降、质检环节的简化以及潜在故障点的减少。对于一台只飞行几分钟的发动机来说,这些环节恰恰是真正的瓶颈所在。
用打印件逐个替换传统零件只是增材制造的1.0阶段,把几十个零件整合成一个才是2.0阶段,才是3D打印设计自由度的真正兑现。TJ150的实践表明,减重的不是材料成本,而是整个制造与供应链体系的复杂度,这种复杂度上的减法,在批量生产中会产生乘数级的效率收益。
从市场端看,TJ150已获得全球超过2700家用户的装机应用,2026年3月,普惠还拿下了为Leidos Dynetics公司黑箭空对地导弹提供TJ150发动机的后续合同。这意味着此次3D打印版本的试车成功,不是停留在纸面的技术演示,而是有真实批产订单承接的工程落地。
三、旋转件通过全速高温验证:从零件级到发动机级
本次演示测试最受关注的部分,是3D打印旋转部件的表现。普惠成功测试了3D打印的旋转涡轮叶轮,它在发动机全速和高温工况下运行,达到了预期寿命要求。旋转件之所以被视为增材制造在航发领域的终极考验,是因为离心力和热应力远超静止部件,对材料致密度、缺陷控制和疲劳性能的要求都极其苛刻。
普惠去年已经单独对叶轮进行过验证,但这一次的区别在于,旋转件与集成化的热端部件被放进同一台发动机里同时运行。这是从零件级验证到发动机级验证的跃迁:此前增材制造在航空发动机上的应用主要集中在燃烧室、燃油喷嘴等部件,而TJ150的测试覆盖了旋转叶轮与集成热端,基本把发动机的核心区域打了个通关。
演示测试还评估了增材制造材料在接近真实作战环境下的行为表现,确认发动机满足预期任务寿命的耐久性要求。这些数据不仅服务于TJ150本身,更将为普惠后续更大规模的增材制造应用提供工艺依据。
四、8个月完成设计到测试:航发研发速度的范式颠覆
在全部技术细节中,有一个数据尤其值得注意:重新设计的TJ150发动机从研发到测试完成,只用了8个月。对于航空发动机行业而言,这个速度是革命性的。传统航发的设计改型到试车,动辄需要两到三年起步,而8个月的周期意味着战场上发现需求,同一年内就能把适配的新发动机送上前线。
速度优势的背后,是增材制造对研发流程的重构。数字设计与打印制造之间几乎无缝衔接,设计迭代不再依赖模具和工装,工程师可以快速验证多种结构方案,再通过打印件直接测试。普惠为TJ150项目投入了专门的增材制造能力建设,以支撑未来的批产与规模化,其生产战略的核心就是提升制造速度与灵活性,应对短时任务推进系统的需求增长。
在导弹和无人机已经成为战场消耗品的今天,TJ150的3D打印成功,标志着军工领域正在把低成本、可消耗的理念从平台本身下沉到最核心的动力系统,动力供应链的响应速度因此被重新定义。
五、方法论迁移与三个行业信号:从能做跨入划算阶段
普惠明确表示,TJ150项目的经验正在向其他推进项目迁移,包括Valox发动机系列。这意味着这并非一次性的技术演示,而是一套可复用的增材制造方法论:以整合设计简化结构、以打印工艺加速迭代、以快速批产响应需求。当一家老牌航发企业开始系统性地沉淀这套方法论,它对供应链的影响将是深远的。
放眼整个行业,至少有三个信号值得3D打印从业者关注。其一,军需正在成为增材制造的大买单方,除了普惠,Beehive Industries等企业也在用增材制造生产巡飞弹和无人机的涡轮发动机,目标同样是缩短生产周期、减少海外供应链依赖。其二,整合的价值正在超过替代,把几十个零件整合成一个的2.0阶段,才是设计自由度真正的商业兑现。其三,推进系统市场正在打开,当一台60%由3D打印制造的发动机被设计成用完即弃,说明增材制造已经从能做阶段进入划算阶段,而这是工业化的分水岭。
小结
普惠TJ150的试车成功,是增材制造在航空推进领域从零件级验证走向发动机级应用的关键节点。当快和省成为国防供应链的核心诉求,3D打印正从一项可用技术,变为改变制造逻辑的战略能力。
来源:南极熊、新浪新闻、美通社
