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3D新聞

長五火箭首飛用到的3D打印技術,如今發展如何了?

星之球科技 來源:中國航天報2021-12-03 我要評論(0 )   

走進廠房,和傳(chuan) 統製造廠機器轟鳴、熱火朝天的生產(chan) 景象不同,這裏噪音很小、地板格外潔淨,一台台設備整齊列裝,設備內(nei) 激光飛舞掃描,一層一層鋪疊出產(chan) 品的真容,一件3D...

走進廠房,和傳(chuan) 統製造廠機器轟鳴、熱火朝天的生產(chan) 景象不同,這裏噪音很小、地板格外潔淨,一台台設備整齊列裝,設備內(nei) 激光飛舞掃描,一層一層鋪疊出產(chan) 品的真容,一件3D打印的宇航級產(chan) 品隨即誕生。

今天,在航天科技集團六院7103廠增材製造創新中心,利用3D打印技術生產(chan) 一件整流柵,生產(chan) 流程從(cong) 原先的19個(ge) 縮短至3個(ge) ,生產(chan) 周期從(cong) 20天縮短為(wei) 2天,產(chan) 品合格率顯著提升。

近年來,我國航天事業(ye) 大跨步前進,宇航發射任務逐年遞增,在人員不變、任務量翻番的條件下滿足新階段生產(chan) 需求,7103廠增材製造創新中心以3D打印技術為(wei) 切入點,深化技術應用推動企業(ye) 創新發展,向著高質量發展的目標展開一場生動實踐。

立足當下,

新辦法解決(jue) 老問題

“3D打印技術與(yu) 傳(chuan) 統製造方法相比,設計靈活、研製周期短,材料利用率高。”7103廠增材製造創新中心主任楊歡慶介紹,2016年長征五號首飛成功,7103廠的3D打印產(chan) 品隨長五亮相太空,首次在宇航發射任務中實現飛行應用。


隨後,在載人航天、月球探測、火星探測、北鬥導航、空間站建設等國家重大工程中,7103廠的3D打印產(chan) 品出現次數越來越多、承擔任務越來越重。

發動機是火箭的“心髒”,航天液體(ti) 火箭發動機需要大量采用高溫合金、鈦合金等難加工材料,設計結構複雜、工藝流程長。

為(wei) 了滿足航天液體(ti) 動力領域的生產(chan) 需求,7103廠以3D打印領域發展較為(wei) 成熟的激光選區熔化成形技術和激光熔覆沉積成形技術為(wei) 主導,創新優(you) 化設計,後處理工藝及質量檢測評價(jia) 展開係統研究,掌握了20餘(yu) 項關(guan) 鍵技術,初步構成增材製造應用研究全流程技術體(ti) 係。

“工藝成熟的產(chan) 品在3D打印製造過程中無需太多人工幹預,且質量穩定可靠。”楊歡慶介紹,3D打印是一種數字化製造工藝,生產(chan) 流程主要依賴專(zhuan) 業(ye) 處理軟件和生產(chan) 管理軟件,注重前端工藝設計和研發。

目前,7103廠主要將3D打印技術應用於(yu) 航天液體(ti) 火箭發動機新研型號研製,重點解決(jue) “急、難、險、重、新”的零部組件研製問題,同時承擔成熟發動機型號複雜異形構件研製及批產(chan) 。

截至目前,3D打印技術已經在7103廠40多個(ge) 型號240餘(yu) 種典型產(chan) 品中得到使用,產(chan) 品先後成功參與(yu) 50餘(yu) 次發射和飛行試驗,增材製造創新中心取得了多項技術成果,獲得國家科技進步二等獎等8項省部級以上獎勵。

麵向未來,

新技術適應新需求

在今年的珠海航展上,新一代重型運載火箭、新一代載人運載火箭模型亮相,觀眾(zhong) 紛紛驚歎於(yu) 航天事業(ye) 的發展速度。火箭運載能力大幅提升,對液體(ti) 動力技術也提出了更高要求。

“我國開展的新一代航天裝備研製難度大、性能要求高、研製周期緊。”楊歡慶認為(wei) ,隨著航天發動機設計性能的提升,宇航產(chan) 品越發複雜精細,3D打印技術可以從(cong) 根本層麵突破傳(chuan) 統製造的技術局限,把圖紙設想變為(wei) 現實。

2000年前後,7103廠已經開始布局3D打印技術,並引進激光選區熔化燒結(SLS)裝備及技術,用於(yu) 我國新一代液氧煤油火箭發動機的快速研製。經過多年的技術積累,在技術相對成熟、行業(ye) 發展相對穩定時成立增材製造創新中心,逐步把3D打印技術應用到工程實踐中。

“3D打印技術與(yu) 傳(chuan) 統製造技術既是互補關(guan) 係,更是升級換代關(guan) 係。”楊歡慶說,針對目前傳(chuan) 統製造技術中合格率低、流程長、可靠性差的產(chan) 品,可以采用3D打印進行批產(chan) ,隨著未來航天發動機設計性能提升,3D打印技術能生產(chan) 出高性能、一體(ti) 化的複雜構件,從(cong) 技術層麵帶動航天液體(ti) 動力升級換代。

麵向未來發展,7103廠與(yu) 高校合作,計劃培養(yang) 一批智能製造領域專(zhuan) 業(ye) 人才,增材製造創新中心先後與(yu) 西北工業(ye) 大學、華中科技大學組建聯合實驗室,與(yu) 西安交通大學成立培養(yang) 育人基地,形成良好的產(chan) 學研合作機製。

站在“十四五”開局之年,7103廠將圍繞國防軍(jun) 隊現代化建設和經濟社會(hui) 發展需求,完成多型先進動力的研製批產(chan) 工作,在此前研究的3D打印技術基礎上,預計在未來2年內(nei) 建成100台金屬增材設備規模的“雲(yun) 端製造”智慧工廠,承擔起更重大的研發生產(chan) 任務。


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