目前，我國在制造一致性、加工效率、測量精度、測試方法和生產成本控制等方面與國外存在較大的差距，尚無法突破噴嘴全研制流程中從工作機理研究到關鍵件的確定性制造與精密檢測、再到局部或整體性能的精密測試與準確分析等各環(huán)節(jié)的瓶頸。

中國科學院工程熱物理研究所新技術實驗室擬發(fā)展的技術體系將噴嘴優(yōu)化設計、增材制造、后處理與檢測融為一體，開展基于增材制造技術的一體化輕量化拓撲優(yōu)化設計、激光選區(qū)熔化工藝設計與成形、增材制造后處理與檢測等技術研究，掌握基于增材制造的結構優(yōu)化設計方法，建立高溫合金激光選區(qū)熔化工藝數據庫，完成激光選區(qū)熔化共性技術研究。

1．面向增材制造工藝的預旋流噴嘴優(yōu)化設計技術

在對噴嘴的性能、功能等要求的充分調研基礎上，新技術實驗室從工藝、效率、成本及服役環(huán)境等多角度出發(fā)，明確其受載狀態(tài)，對噴嘴殼體原有的5個部件進行整體設計，并對一體化后的零件做了多種拓撲優(yōu)化方案，選取滿足理論計算性能要求的3種優(yōu)化結果。

2．高性能金屬構件激光選區(qū)熔化控形控性技術

開展航空發(fā)動機預旋流噴嘴激光選區(qū)熔化增材制造工藝設計，包含工藝路線規(guī)劃、工藝參數影響分析、工藝控形位姿設計、工藝支撐結構設計，并進行噴嘴零件的成形制造，驗證優(yōu)化設計結構的可加工性。

3．零件成形－工藝驗證

為驗證工藝支撐及燒結參數，新技術實驗室分別成形了渦輪盤、旋流器、小燃機噴嘴等零件，并通過總結成形過程中的工藝問題，對支撐及燒結參數進行不斷更改，形成了4種組合支撐結構。

本項目為所內其他設計部門提供了各種難加工件的優(yōu)化設計及制造服務，提升了研究所在制造和工藝方面的能力。