综述：下一代制造技术用于高性能涡轮机械叶片：趋势、挑战与未来发展方向 Raluca-Andreea Ro?u、 Emilia Georgiana Pris?cariu、 Oana Dumitrescu和 Daniel Eugeniu Crunteanu

《Eng》：Next-Generation Manufacturing Technologies for High-Performance Turbomachinery Blades: Trends, Challenges, and Future Directions Raluca-Andreea Ro?u, Emilia Georgiana Pris?cariu, Oana Dumitrescu and Daniel Eugeniu Crunteanu

　　

摘要

制造高性能涡轮机械叶片仍然是航空航天和能源工程领域最具挑战性的任务之一，这需要对微观结构、几何形状和冷却系统进行严格控制。尽管在铸造、机械加工和增材制造方面取得了快速进展，但该领域仍缺乏一种将工艺能力与叶片功能需求及未来设计趋势联系起来的系统化分类体系。本文通过引入一种新的涡轮机械叶片制造技术分类方案来填补这一空白，该方案分为三个相互补充的领域：(i) 基础制造方法（铸造、锻造、精密机械加工）；(ii) 先进和混合工艺（粉末床熔融、定向能量沉积、增材-减材结合系统、激光修复）；(iii) 数字化和智能化制造技术（原位监测、人工智能驱动的工艺控制、数字孪生和自动检测）。在每个类别中，本文将工艺参数与相应的结构性能、缺陷类型、成本因素及认证挑战进行关联分析。特别关注了新兴叶片架构的制造影响，例如复杂的内部冷却通道、梯度材料以及仿生设计的空气动力学外形。通过将这些不同的技术整合到一个结构化的分类体系中，本文明确了当前的限制因素，识别了跨技术的协同作用，并勾勒出了实现下一代涡轮机械叶片制造的优先研究方向。