【正文】 盤葉型自適應(yīng)加工工藝技術(shù)是該技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的關(guān)鍵 。自整體葉盤在高性能航空發(fā)動機(jī)上應(yīng)用以來，整體葉盤制造技術(shù)一直在發(fā)展和提升，目前整體葉盤加工的工藝方法主要有以下 5 種：失蠟精密鑄造整體葉盤、電子束焊接整體葉盤、 電化學(xué)加工整體葉盤、線性摩擦焊整體葉盤和五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床加工整體葉盤等工藝方法。美英 20 世紀(jì) 80 年代的新型發(fā)動機(jī)開始應(yīng)用整體葉盤技術(shù)，我國整體葉盤技術(shù)起步于 1996 年前后。 整體葉盤高效高精度低成本加工技術(shù) 整體葉盤技術(shù)的應(yīng)用推動了航空發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新和制造工藝的跨越， 實現(xiàn)了發(fā)動機(jī)減重和增效的目的，提高了發(fā)動機(jī)工作的可靠性。單晶渦輪葉片， 目前世界上只有美國、 俄羅斯、 英國、法國、中國等少數(shù)幾個國家能夠制造。制造單晶渦輪葉片的工序包括壓芯、修芯、型芯燒結(jié)、型芯檢驗、型芯與外型模具的匹配、蠟?zāi)鹤?、蠟?zāi)? X 光檢 驗、蠟?zāi)１诤駲z測、蠟?zāi)Ｐ拚?、蠟?zāi)＝M合、引晶系統(tǒng)系統(tǒng)及澆冒口組合、 涂料撤砂、殼型干燥、殼型脫蠟、殼型焙燒、葉片澆注、單晶凝固、清殼吹砂、 初檢、熒光檢查、脫芯、打磨、弦寬測量、葉片 X 光檢查、 X 光底片檢查、型面檢查、精修葉片、葉片壁厚檢測、終檢等制造環(huán)節(jié)。單晶渦輪葉片成功解決了推重比 10 一級發(fā)動機(jī)渦輪葉片耐高溫的問題，單晶渦輪葉片優(yōu)異的耐高溫性能主要取決于整個葉片只有一個晶體，從而消除了等軸晶和定向結(jié)晶葉片多晶體結(jié)構(gòu)造成晶界間在高溫性能方面的缺陷。高性能航空發(fā)動機(jī)需要使用高強度、耐高溫材料，靠近燃燒室的壓氣機(jī)和渦輪部件大量使用鎳基和鈷基超耐熱合金，風(fēng)扇和壓氣機(jī)葉片、機(jī)匣、 盤大量采用鈦合金、高溫合金材料。國外航空發(fā)動機(jī)設(shè)計、試驗和制造大量采用仿真技術(shù)進(jìn)行模擬相關(guān)零件、構(gòu)件或發(fā)動機(jī)整機(jī)的特性，模擬鍛件的變形、 鑄件的凝固、焊接件的連接、零件加工中材料的切削過程等?，F(xiàn)代航空發(fā)動機(jī)制造技術(shù)，使刀具技術(shù)和機(jī)床 功能等得到了高速發(fā)展。（ 3）刀具、機(jī)床、 構(gòu)件一體化技術(shù)。構(gòu)件整體化是新型航空發(fā)動機(jī)零件結(jié)構(gòu)發(fā)展變化的趨勢，高效焊接技術(shù)是實現(xiàn)構(gòu)件整體化的最有效方法之一。精密制坯技術(shù)包括精密鍛造制坯、精密鑄造制坯和 3D 打印技術(shù)制坯，它是為現(xiàn)代航空發(fā)動機(jī)制造提供“糧食”的技術(shù)?？梢韵嘈?，隨著中國制造 2025 的全面布局，航空發(fā)動機(jī)重大工程的開展，通過航空發(fā)動機(jī)人的不懈努力，逐步解決航空發(fā)動機(jī)制造的關(guān)鍵技術(shù)、 基礎(chǔ)技術(shù)和熱點技術(shù) .從關(guān)鍵技術(shù)、熱點技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù) 3 個層面介紹航空發(fā)動機(jī)關(guān)鍵制造技術(shù)，制造關(guān)鍵技術(shù)是研制先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)必須具有的技術(shù)；制造熱點技術(shù)是提高發(fā)動機(jī)制造效率和制造品質(zhì)必須開展研究的技術(shù)；制造基礎(chǔ)技術(shù)是發(fā)動機(jī)研制和批量生產(chǎn)應(yīng)逐步積累和發(fā)展的技術(shù)，代表發(fā)動機(jī)制造技術(shù)水平和生產(chǎn)能力的軟實力。 第 3 章 航空發(fā)動機(jī)關(guān)鍵技術(shù) 近年來，為適應(yīng)國家安全和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，各種型號的預(yù)警機(jī)、殲擊機(jī)、直升機(jī)、大客大運等新型飛機(jī)不斷飛上藍(lán)天，但他們絕大多數(shù)依然缺乏一顆強勁的“中國心”。工業(yè)發(fā)展歷程表明，新的生產(chǎn)模式的出現(xiàn)均為與特定的社會15 制度、 組織結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)因素等相互作用的產(chǎn)物 ,而新的制造模式又會對既有社會制度和管理方式提出新的要求，從而推進(jìn)企業(yè)管理模式、 社會制度環(huán)境的變革 。制造模式的演進(jìn)與新工業(yè)革命的出現(xiàn)由市場發(fā)展、 社會變革、 技術(shù)突破、 管理創(chuàng)新多種動因的綜合作用決定。如前所述，工業(yè)革命的實質(zhì)是制造業(yè)生產(chǎn)方式與制造模式發(fā)生重大變化，它必然也是始于制造技術(shù)突破性的發(fā)展。大規(guī)模制造系統(tǒng)的剛性與市場的個性 化需求以及環(huán)境快速變化所要求的響應(yīng)速度之間的矛盾日益尖銳，正是在此背景下，各種新制造模式研究探索與試驗如雨后春筍般迅速興起， 現(xiàn) ATM 融合自然科學(xué)和社會科學(xué)的最新進(jìn) 展，以綠色、低碳、可持續(xù)為發(fā)展理念，帶來了產(chǎn)業(yè)組織模式的轉(zhuǎn)變，對轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式、政府管理模式和社會組織形態(tài)都有巨大的推動作用，使全球技術(shù)要素和市場要素配置方式發(fā)生了革命性變化。第二次工業(yè)革命中， 大規(guī)模制造成為主導(dǎo)生產(chǎn)方式， 20 世紀(jì) 20年代，隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展，以流水線為典型代表的大規(guī)模制造模式 在組織結(jié)構(gòu)上追求縱向一體化與大規(guī)模，內(nèi)部分工仔細(xì)，專業(yè)化程度高，簡單熟練的操作提高了生產(chǎn)效率，使制造成本隨規(guī)模遞減，同時質(zhì)量的穩(wěn)定性也得到提高，制造模式進(jìn)入批量大規(guī)模制造階段。圖 7 所示為由市場變化與技術(shù)發(fā)展推動的先進(jìn)制造模式的變革。新工業(yè)革命不是依賴單一學(xué)科或某幾類技術(shù)，而應(yīng)該是全方位的多學(xué)科、多技術(shù)層次、寬領(lǐng)域的協(xié)同效應(yīng)和深度融合。傳統(tǒng)的自上而下、集中規(guī)?；纳a(chǎn)模式將逐步被新工業(yè)革命的分散、扁平和協(xié)作的模式取代，定制化、個性化、智能化、分散化和合作化是新工業(yè)革命的主要特征。工業(yè) 正引領(lǐng)新一輪的工業(yè)革命，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，表 1 馬什 的工業(yè)革命劃分 13 并會產(chǎn)生各種新的活動領(lǐng)域、商業(yè)模式和合作形式，將導(dǎo)致工業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和社會結(jié)構(gòu)從垂直向扁平轉(zhuǎn)變，從集中向分散轉(zhuǎn)變。 （ 5） 德國政府于 2021 年 4 月舉辦的漢諾威工業(yè)博覽會上，正式推出了工 第四次工業(yè)革命 項目，目的是支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新。麥基利的三次革命說認(rèn)為， 以制造業(yè)數(shù)字化為核心的第三次工業(yè)革命（新工業(yè)革命）即將到來，互聯(lián)網(wǎng)、智能軟件、新能源、新材料、機(jī)器人、新的制造方法和以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的商業(yè)服務(wù)模式將使技術(shù)要素和市場配置要素發(fā)生革命性變革，產(chǎn)生改變社會發(fā)展歷程的巨大能量。馬什在《新工業(yè)革命： 消費者、全球化以及大規(guī)模生產(chǎn)的終結(jié)》一書中，將工業(yè)革命劃分為五次，如表１所示，而將始于 2021 年的第五次工業(yè)革命稱為新工業(yè)革命。安德森認(rèn)為，新型材料的應(yīng)用和增材制造技術(shù)等數(shù)字化制造方式將引發(fā)新工業(yè)革命，采用新型材料、３Ｄ打印技術(shù)和基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同制造服務(wù)等智能化與數(shù)字化制造方法，能夠迅速和精準(zhǔn)地將計算機(jī)中的虛擬設(shè)計模型轉(zhuǎn)化為真實物體，甚至直接打印出零件或模具，基于網(wǎng)絡(luò)的新型數(shù)字化設(shè)計及制造的創(chuàng)新提供給網(wǎng)絡(luò)用戶以創(chuàng)造真實物體的能力，將制造延伸至范圍更廣的 生產(chǎn)人群中，這些制造過程蘊藏著由普通人完成的無限可能，眾多個人制造聯(lián)合推動全面創(chuàng)造，將直接加快向新型 工業(yè)化趨勢發(fā)展的步伐， 從而引領(lǐng)新工業(yè)革命。里夫金 認(rèn) 為，歷史上重要的工業(yè)革命都是在新通訊方式和新能源結(jié)合之際產(chǎn)生的， 當(dāng)前正由互聯(lián)網(wǎng)和新能 源結(jié)合引發(fā)新的經(jīng)濟(jì)和社會變革，即包括五大支柱的新工業(yè)革命，如圖 6 所示，其中：①能源轉(zhuǎn)型，向可再生能源轉(zhuǎn)型，利用風(fēng)和陽光等，不再消耗石化產(chǎn) 品； ②分散式生產(chǎn)，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)大大減小了時間、空間對人們的經(jīng)濟(jì)活動交的制約，基于知識的共享、創(chuàng)新和發(fā)展的扁平式、分散化、合作性的生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)更加符合 現(xiàn)代商業(yè)的需求；③存儲，充分利用社會基礎(chǔ)設(shè)施存儲間式可再生能源；④構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將電網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉垂蚕砭W(wǎng)，通過 一種網(wǎng)格式的智能分布式電力系統(tǒng)和他人共 享； ⑤交通工具轉(zhuǎn)變，將汽車、 卡車、火車等運 輸工具轉(zhuǎn)向插電式或者燃料電池等以可再生能源為動力的交通工具， 電動車需要的電可在充電站購買。新科技群的協(xié)同效應(yīng)和深度融合將導(dǎo)致生產(chǎn)組織方式和制造模式發(fā)生重大變化，從而引發(fā)新的工業(yè)革命。具體來講，新型制造單元技術(shù)（圖 1 中第二層） 對傳統(tǒng)制造流程的改造如圖 5 所示，增材／精準(zhǔn)制造用于對加工階段的改造；機(jī)器人／自動化技術(shù)用于組裝和生產(chǎn)流程的自動化；先進(jìn)電子技術(shù)用于產(chǎn)品和服務(wù)的融合以及圖 4 先進(jìn) 制造（ 右 ） 與 傳統(tǒng)制造（ 左 ） 流程 的比較 圖 5 先進(jìn) 制造技術(shù)對制造業(yè)的 影響 11 加工過程的控制；供應(yīng)鏈設(shè)計以整體效益最優(yōu)化為目標(biāo)，以系統(tǒng)化的觀點綜合考慮人、技術(shù)、管理、設(shè)備、物料、信息等系統(tǒng)構(gòu)成要素的優(yōu)化組合，在滿足產(chǎn)品或服務(wù)供給要求的同時，達(dá)到成本最低；清潔生產(chǎn)技術(shù)主要用于材料的循環(huán)利用、 回收等環(huán)節(jié)；分子生物學(xué)和生物制造用于材料設(shè)計及制造流程的改進(jìn)；納米材料技術(shù)用于合成與加工功能梯度材料、復(fù)合材料等；物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)用于對產(chǎn)品全生命周期制造過程進(jìn)行全方位 跟蹤、分析、優(yōu)化和控制，實現(xiàn)多維度、 透明化的泛在感知，確保制造過程的高效、敏捷、可持續(xù)和智能化。 圖 3 先進(jìn) 制造生產(chǎn)模式關(guān)系 10 從 基礎(chǔ)制造技術(shù)、新型制造單元技術(shù)和現(xiàn)代先進(jìn)集成制造技術(shù)對制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)設(shè)計、制造與銷售各部分之間信息的傳遞與反饋不暢，各部門按功能分解任務(wù)，容易只考慮本部門的利益， 對系統(tǒng)的優(yōu)化考慮較少，造成設(shè)計與制造部門間難以協(xié)調(diào)、矛盾突出。傳統(tǒng)制造是利用制造資源將原材料轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品的過程，僅為生產(chǎn)過程的一部分，一般包括產(chǎn)品的加工和裝配兩大內(nèi)容，制造商自行生產(chǎn)或者從供應(yīng)商購買零件，將其組裝成產(chǎn)品并檢驗以符合要求。 制造技術(shù)的改進(jìn)重點是規(guī)?；笈可a(chǎn)和提高生產(chǎn)效率， 流水線式生產(chǎn)方式使得專業(yè)分工和標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模生產(chǎn)從技術(shù)方法上成為可能， 科學(xué)組織管理理念等又從組織、 結(jié)構(gòu)和方式上保障了流水線式生 產(chǎn)的實現(xiàn)， 使得大規(guī)模制造成為可能。 如圖 2 所示， 按照制造技術(shù)的發(fā)展水平、生產(chǎn)組織方式和管理理念，將制造模式的發(fā)展歷程歸納為手工作坊式生產(chǎn)、機(jī)器生產(chǎn)、批量生產(chǎn)、低成本大批量生產(chǎn)、高質(zhì)量生產(chǎn)、 網(wǎng)絡(luò)化制造、面向服務(wù)的制造、智能制造８個階段。 先進(jìn)制造模式 /系統(tǒng) 制造模式是制造業(yè)為了提高產(chǎn)品質(zhì)量、市場競爭力、生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)速度以完成特定的生產(chǎn)任務(wù)而采取的一種有效的生產(chǎn)方式和一定的生產(chǎn)組織形式。⑦運行柔性。⑤生產(chǎn)能力柔性。③產(chǎn)品柔性。 柔性主要包括：①機(jī)器柔性。柔性制造技術(shù)是技術(shù)密集型的技術(shù)群，我們認(rèn)為凡是側(cè)重于柔性，適應(yīng)于多品 種、中小批量 (包括單件產(chǎn)品 )的加工技術(shù)都屬于柔性制造技術(shù)。從 CAD 電子模型中離散得到點、面的幾何信息，再與成型工藝參數(shù)信息結(jié)合，控制材料有規(guī)律、精確地由點到面，由面到體地堆積零件。 （ 4）快速成型制造（ RPM).快速成形技術(shù)是在計算機(jī)控制下，基于離散堆積原理采用不同方法堆積材料最終完成零件的成型與制造的技術(shù)?？煞譃殡娀鸹ǔ尚图庸?(EDM)和電 火花線切割加工兩大類。電火花加工 (Electrical discharge machining(EDM))電火花加工 （ electric spark machining )是指在一定介質(zhì)中，通過工具電極和工件電極之間脈沖放電的電蝕作用對工件進(jìn)行的加工。 （ 2) 精密成型制造技術(shù)，包括高效、精密、潔 凈鑄造、鍛造、沖壓、焊接及熱處理與表面處理技術(shù)。超精密加工是指被加工零件的尺寸公差為 ～ m 數(shù)量級，表面粗糙度 Ra 值為 m 數(shù)量級的加工方法。超高速切削。 從制造系統(tǒng)的觀點看， AMT 是一個三層次的技術(shù)群，如圖 1 所示：第一個層次（內(nèi)層）為基礎(chǔ)制造技術(shù)，主要指優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔的通用共性技術(shù)；圖 1 先進(jìn)制造 技術(shù)的 內(nèi)涵 、 層次及 技術(shù)構(gòu)成 7 第二層（中層）是新型制造單元技術(shù)，由制造技術(shù)與信息技術(shù)、新