年度總結(jié)：2021年中國航空航天領(lǐng)域3D打印技術(shù)10大應(yīng)用(2)
時間：2022-01-01 12:11 來源：3D打印技術(shù)參考 作者：admin 閱讀：次
6. 星際榮耀雙曲線二號、三號火箭均采用3D打印技術(shù)
據(jù)星際榮耀6月消息，該公司雙曲線三號液體運載火箭正式從總體方案論證階段轉(zhuǎn)入型號研制階段。該火箭是目前已知國內(nèi)規(guī)劃的直徑最大、運載能力最強、每公斤載荷發(fā)射價格最低的可重復(fù)使用液體運載火箭，將是參與商業(yè)發(fā)射市場發(fā)射任務(wù)的主力型號。雙曲線三號采用了大量先進技術(shù)，其中結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化設(shè)計技術(shù)通過采用3D打印、復(fù)合材料、非火工分離、結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計、載荷精細化設(shè)計等措施，提高火箭結(jié)構(gòu)效率，提升一子級回收條件下的運載能力。
雙曲線二號火箭格柵舵采用了整體3D打印技術(shù)
7月，星際榮耀發(fā)布消息稱，該公司進行了雙曲線二號可重復(fù)使用運載火箭柵格舵子系統(tǒng)地面驗證試驗，試驗過程覆蓋火箭飛行任務(wù)全流程，取得圓滿成功。柵格舵是一種火箭飛行姿態(tài)控制裝置，在垂直回收運載火箭上設(shè)計實現(xiàn)能夠完全重復(fù)使用的柵格舵系統(tǒng)具有很大的技術(shù)挑戰(zhàn)。研制團隊基于任務(wù)需求大膽創(chuàng)新，先后完成了多方案對比優(yōu)化、氣動力熱仿真、結(jié)構(gòu)機構(gòu)電氣一體化設(shè)計、復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性分析、整體3D打印等設(shè)計與制造難關(guān)。
7. 最大尺寸達0.6×0.6×0.6m，3D打印深入影響我國民營火箭深藍航天的制造流程
2021年7月，深藍航天“星云-M”1號試驗火箭在陜西銅川深藍航天試驗基地完成了首次垂直起飛和垂直降落的自由飛行試驗（又稱“蚱蜢跳”），首飛試驗任務(wù)圓滿成功。“星云-M”1號試驗箭配套了由深藍航天自主研制的“雷霆-5”型液體火箭發(fā)動機（LT-5），是國內(nèi)首型使用3D打印技術(shù)制造的針栓式電動泵液氧煤油發(fā)動機。
深藍航天3D打印的火箭發(fā)動機零部件
LT-5發(fā)動機大量選用3D打印技術(shù)，利用先進的打印設(shè)備最大限度發(fā)揮鎳基高溫合金粉末材料的高強度、延展性、抗斷裂性和低可變性等優(yōu)質(zhì)特性，成功突破傳統(tǒng)火箭發(fā)動機制造模式的低生產(chǎn)效率、復(fù)雜工藝路線、周期長的瓶頸。目前正在研制中的新型發(fā)動機同樣選擇了經(jīng)過驗證的3D打印技術(shù)和后處理工藝，新交付的發(fā)動機結(jié)構(gòu)部件最大尺寸達到0.6×0.6×0.6m。通過一系列的研制測試，自主掌握了3D打印粉末選型、增材制造形性控制、增材流道結(jié)構(gòu)表面高質(zhì)量磨料流光整等多項關(guān)鍵技術(shù)，具備了產(chǎn)品多行面、多腔道、再生冷卻通道等復(fù)雜精密構(gòu)件的增材制造研制能力。
8. 中國航天科工二院采用3D打印技術(shù)在飛行器研制中取得重要里程碑
8月27日，中國航天科工二院二部發(fā)布消息稱實現(xiàn)了某型飛行器產(chǎn)品復(fù)雜結(jié)構(gòu)的3D打印集成制造，并指出這是3D打印技術(shù)在航天領(lǐng)域飛行器研制中的重要里程碑，進一步提升了飛行器輕量化水平，為未來新一代飛行器發(fā)展提供了有力支撐。
中國航天科工集團二院二部實現(xiàn)某型飛行器產(chǎn)品復(fù)雜結(jié)構(gòu)3D打印集成制造 （來源：二院二部 ）
二院二部是我國組建最早的從事尖端科學(xué)技術(shù)與研制的單位，是我國最為重要的導(dǎo)彈武器系統(tǒng)研制、生產(chǎn)單位和空天防御事業(yè)發(fā)展的領(lǐng)軍單位。二部專家介紹，航天飛行器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)零部件多，生產(chǎn)周期長、成本高。飛行器結(jié)構(gòu)產(chǎn)品“無模具”制造，生產(chǎn)效率提高了一倍，在確保性能不下降的基礎(chǔ)上，成本降低近一半，解決了傳統(tǒng)生產(chǎn)模式中加工時間長、質(zhì)量管控難度大、成本高等難題，通過3D打印一體化成型技術(shù)，數(shù)字化制造能力大幅提升。
9. 星眾空間 “靈巧號”太空實驗衛(wèi)星采用3D打印制造
12月17日，由鉑力特打印、星眾空間出品的“靈巧號”太空實驗衛(wèi)星搭載由陜西第一家商業(yè)火箭公司陜西華羿鴻達科技發(fā)射的“華羿一號”亞軌道火箭在西北某試驗場成功實施首次飛行。
金屬3D打印的“靈巧號”衛(wèi)星相關(guān)產(chǎn)品（來源：鉑力特）
3D打印技術(shù)參考獲悉，金屬3D打印的“靈巧號”衛(wèi)星，是星眾空間專為生物、醫(yī)藥、材料、能源等太空實驗設(shè)計的衛(wèi)星平臺。鉑力特本次負責(zé)了“靈巧號”衛(wèi)星主框架結(jié)構(gòu)的打印，包括4件面板和4件橫梁。為了滿足主框架結(jié)構(gòu)輕質(zhì)、高剛度的技術(shù)要求和項目緊急的節(jié)點要求，鉑力特采用AlMgSc高強度鋁合金作為原材料，采用BLT-S400三激光設(shè)備實現(xiàn)快速研制。 鉑力特接到生產(chǎn)任務(wù)后快速響應(yīng)，使用BLT-S400系列三激光設(shè)備一爐完成成形，總機時35h。由于項目緊急，零件在內(nèi)部做24小時流轉(zhuǎn)，經(jīng)后處理、機加工、陽極化等處理，在截止日當(dāng)天晚上10點完成交付，項目總周期8天。
10. 航天科技一院211廠成功掌握高強鋁合金艙段3D打印技術(shù)
據(jù)中國航天科技集團消息，航天科技一院211廠于2021年成功掌握高強鋁合金艙段3D打印技術(shù)。高強鋁合金艙段普遍應(yīng)用于211廠多個型號產(chǎn)品。以前，該型艙段產(chǎn)品以鑄造、鍛造為主，但是鑄造、鍛造生產(chǎn)均有“缺陷”。在一重點型號預(yù)研階段，該廠提出采用增材制造方法，并得到設(shè)計部門的認可。
但是艙段毛坯重量過大，超出了電弧增材設(shè)備工作平臺的承載極限。攻關(guān)團隊自主研究工作平臺的結(jié)構(gòu)，拆除平臺廢重，并設(shè)計制作了“八爪”結(jié)構(gòu)工裝，不僅大幅降低了平臺自重，還最大限度地擴展了成形零件的尺寸。然而，艙段剛上架，問題又出現(xiàn)。由于內(nèi)壁上的特征結(jié)構(gòu)，艙段需要翻轉(zhuǎn)90度后成形。但艙段太重，翻轉(zhuǎn)易受到慣性影響，出現(xiàn)位置偏移。攻關(guān)團隊在不增加重量的情況下，設(shè)計了定位裝卡方案，解決了打印過程艙段偏移的問題，該廠成功掌握艙段產(chǎn)品3D打印技術(shù)。
END
從以上消息可以看出，2021年國內(nèi)民營航空航天領(lǐng)域的3D打印技術(shù)應(yīng)用極為頻繁、較為突出，相關(guān)公司樂于突出自身對先進技術(shù)的應(yīng)用，3D打印已經(jīng)成為民營航天優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、加快產(chǎn)品迭代、節(jié)省成本的無法忽視的重要技術(shù)，并因此而 受益。
與此同時，國家隊方面的應(yīng)用涉及五項，更多的案例目前尚未公開，但實際上有大量應(yīng)用。除此之外，中國航空工業(yè)集團公司沈陽飛機設(shè)計研究所項目總設(shè)計師、3D打印專家王向明成功當(dāng)選2021年中國工程院院士，也是該技術(shù)領(lǐng)域的重要事件。
(責(zé)任編輯：admin)
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