飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能與工作溫度密切相關(guān)，工作溫度越高，所獲得能量效率和推重比越高。飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)風(fēng)扇將空氣壓縮后進(jìn)入燃燒室，與燃料劇烈反應(yīng)，高溫高壓燃?xì)鈬姵?，推?dòng)渦輪葉片，產(chǎn)生電力和推力。發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端部件，尤其是渦輪導(dǎo)向葉片和工作葉片，處于高溫、高壓、腐蝕性氣體極端環(huán)境，需要長(zhǎng)期可靠地工作。

    由于現(xiàn)代飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度已經(jīng)超過(guò)高溫合金的直接上限工作溫度，必須通過(guò)一定的工程手段保障葉片材料和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，主要技術(shù)方式是施加氣膜冷卻或在高溫合金的表面施加熱障涂層（TBC）。發(fā)動(dòng)機(jī)異型孔相比常規(guī)直孔的加工要困難很多，中國(guó)國(guó)內(nèi)正處于攻關(guān)階段。常規(guī)直孔冷卻孔加工一般采用毫秒量級(jí)的大脈沖能量激光器，而3D異型孔則需要結(jié)合短脈沖激光的精細(xì)加工與長(zhǎng)脈沖激光的快速穿透能力，或者能夠解決短脈沖激光的速度和深度能力問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)單部異型孔加工。 

　　寧波材料所所屬先進(jìn)制造技術(shù)研究所激光與智能能量場(chǎng)制造團(tuán)隊(duì)自2012年8月起，啟動(dòng)了高速皮秒/納秒微細(xì)加工項(xiàng)目。如圖1所示，采用自主研發(fā)的5軸聯(lián)動(dòng)精密定位結(jié)合2軸掃描振鏡快速掃描的大布局，并通過(guò)自主研發(fā)的針對(duì)異型孔分層CAM的軟件系統(tǒng)（圖2），成功地在單晶高溫合金、鋁合金、CMC、石墨等多種材料上成功加工出高質(zhì)量的三維異型孔（圖3），孔傾斜度在30-12度之間。該成果對(duì)提升我國(guó)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)氣膜冷卻孔加工技術(shù)有重大意義。目前正在進(jìn)一步改進(jìn)加工速度和加工深度能力，多項(xiàng)原創(chuàng)性專利正在申請(qǐng)中。 

　　團(tuán)隊(duì)的該研究成果首次在“第十一屆全國(guó)激光加工學(xué)術(shù)會(huì)議”上報(bào)道，并產(chǎn)生了強(qiáng)烈的反響，受到了與會(huì)同行專家和學(xué)者的廣泛關(guān)注。

　　圖1激光與智能能量場(chǎng)團(tuán)隊(duì)自主開(kāi)發(fā)5+2軸異型孔短脈沖激光加工系統(tǒng)

　圖2團(tuán)隊(duì)初步開(kāi)發(fā)出了CAD-CAE-CAM的激光3D異型孔加工自主軟件系統(tǒng)

　　圖3團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的3D異型孔（左）及在單晶高溫合金、鋁合金、CMC、石墨等

多種材料上成功加工出高質(zhì)量的三維異型孔，孔傾斜度在30-12度之間（右）