3D打印技術參考注意到,近期中國航天相關單位公布了我國3D打印技術的最新進展,涉及使用3D打印技術加快火箭發動機研發進程,以及使用該技術取得的其他綜合效益。
航天裝備大型構件
金屬3D打印效率和精度兼備
獲中國技協2024年創新成果特等獎
(點擊查看來源)于日前發文公布,火箭院金屬3D打印技術研究成果從1159項創新成果中脫穎而出,榮獲中國技協2024年創新成果特等獎。
火箭院戰術部和首都航天機械有限公司聯合申報的大型艙段、殼體高效率高精度增材制造技術項目針對新一代航天裝備大型構件(比如火箭艙體、外殼等)高效率、高精度3D打印需求展開研發,解決了航天裝備大型構件金屬3D打印技術效率和精度難以兼顧的技術難題。 該技術通過不銹鋼等金屬材料3D打印高精度成形方法和復雜結構的智能3D打印路線設計,能高效率、高精度地完成產品打印。目前,已在新型航天裝備研制中實現了國內首次應用及飛行考核驗證。 公眾號:中國運載火箭技術研究院
表面光滑少加工
該技術通過調整粉末特性,優化激光和粉末的配合方式,再加上特殊的后處理工藝,讓打印出來的構件表面精度達到毫米級,大部分地方不用打磨就能直接用,節省了60%的后期加工量。
復雜結構輕松造
普通3D打印技術打印復雜形狀的構件要搭很多支撐。而火箭院的這項新技術開發了智能平臺,能自動規劃最佳打印方向和路徑,不需要支撐結構也能打印出帶懸空、曲面等復雜結構的構件,還能實時模擬打印過程,確保萬無一失。
大型構件小變形
3D打印大件時,最令人頭疼的問題之一就是變形。火箭院的這項新技術突破了大型構件應力分布及變形高效精準預測難題,能精準調控打印過程應力分布,高效抑制變形,既提高了效率又節省了成本。
3D打印技術助力
我國新型火箭發動機快速研制
(點擊查看來源),不到一年,兩款新型火箭發動機研制成功,分別為 90噸級重復使用液氧煤油發動機和140噸級重復使用液氧甲烷發動機,兩者的研發過程均使用3D打印技術。
90噸級可重復使用液氧煤油發動機,采用新型噴注器、輕質高轉速渦輪泵新技術,具備50%~105%大范圍變推、多次可重復使用的能力,在可重復使用運載器及大運力商業火箭等領域發揮重要作用。從研制啟動到整機試車成功,在半年時間內完成。 同樣為研制可重復使用火箭提供關鍵核心動力的140噸級液氧甲烷發動機,是我國目前最大推力的開式液氧甲烷發動機,在天地往返運輸系統、可重復使用運載器及大運力火箭等領域發揮重要作用。從發動機方案論證到整機試車,只用了7個月時間。 公眾號:航天推進技術研究院
航天推進技術研究院指出,在制造工藝上,充分發揮3D打印技術在縮短研制周期與復雜結構制造上的優勢,主要組合件中均有3D打印工藝的零件;在試驗能力上,編制試驗數據快速分析工具群,做到試驗結束半小時內完成所有必要數據分析,極大提升了分析精度和試驗效率。
從這些進展可以看出,金屬3D打印技術已經成為我國航天領域的常規制造手段。同時,國家隊也在不斷克服這項技術本身存在的問題,最大限度發揮3D打印技術在快速制造、輕量化制造、復雜結構集成化制造方面的優勢,進而開發出更為先進的產品,助力我國航天技術發展!
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