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长征5号 、天问一号等“网红”航空器的背后,3D打印有何贡献?

     近年,国内航空航天事业迅猛发展,增材制造的应用不断深化。2020年对于我国的航天发展而言注定是不平凡的一年,也是我国航天走向世界的一年。航空航天产业技术突飞猛进的背后也离不开制造技术的升级换代,3D打印技术贡献有目共睹,让我们回顾2020看看有哪些代表性的应用。

       下半年,长征五号遥五运载火箭成功将嫦娥五号探测器送入地月转移轨道,探月工程第三步正式拉开序幕。这次“嫦娥”可不止是去往月球绕一圈,而是到月球上“挖土”,并将月球上的土壤和岩石带回国。其中,长征五号运载火箭上的一个重要部件——级间解锁装置保护板,由中国运载火箭技术研究院航天材料及工艺研究所通过采用华曙高科连续增材制造系统HT1001P解决方案加工而成。

 

华曙HT1001P

级间解锁装置保护板直径达5米,单批次加工件数较少,加工频次较低,如采用传统注塑方式需要使用模具,模具成本高,且模具的保存成本也较高。而采用3D打印技术,则无需开模、一体成型。华曙高科与航天材料及工艺研究所的成功合作,将保护板拆分成50件分别打印,每个部件尺寸约为370mm*100mm*125mm,最后将零件拼接而成,耗时仅48小时。该部件的成功应用,实现了国产新型大幅面增材制造装备的应用验证。


 
 级间解锁装置保护板(材料来源:华曙高科)

若想面对面了解更多解决方案,欢迎您于今年5月26-28日前往TCT亚洲3D打印增才制造展览会,莅临华曙高科展位(展位号:H02),现在扫描下方二维码您可以立即免费预约参观:

 

 10月,在我国首次火星探测任务飞行控制团队控制下,“天问一号”探测器主发动机点火工作480余秒,顺利完成深空机动;

 

据报道,“天问一号”火星探测器安装使用了超过100个3D打印定制的零部件,其中包含相当一部分的金属3D打印零件(如钛合金等),具有高强度耐高温耐辐射等各种高性能特征,可以满足在火星恶劣环境中正常工作运行的要求。高能离子浮尘、空间碎片,要考虑结构的性能和特点,深空探测器结构包括高刚度、轻量化、尺寸稳定性、拓扑优化等等需求。

 

      过去一年,作为亚洲增材制造领域最大规模的专业展览会——TCT亚洲展主办团队陆续与增材制造行业企业的高层做了不少面对面访谈。惊奇的是,几乎所有的高层均表示:即使2020年疫情带来了不小的影响,但是国内外航空航天行业客户的订单量均显著增长,甚至翻倍!

 关于TCT亚洲展

    TCT展源自英国,2015年进入中国。到2020年,TCT亚洲展已经成为亚洲第一、全球第二大增材制造技术专业展览会。我们将在此一起探索3D打印、增材制造、工程软件、检验测量以及其他相关创新设备和工艺所引领的数字化浪潮。

 

      20年下半年TCT亚洲展采访南通金源,作为材料厂商,副总经理姜勇表示:“2020年航空航天市场进入爆发增长期,这个领域迫切需要高强轻质的材料,比如铝合金、钛合金以及发动机等部件用到的高温合金等。”

     3D打印服务商代表云铸三维总经理李俊锋表示:“今后公司的目标将更加朝着航空航天的领域发展,行业需求更大的在于金属3D打印,原来金属打印订单的比重不到10%,但2020年金属与非金属的比重竟达到了2:3。”

       著名设备厂商SLM Solutions亚太区总经理马建立在采访中也同样说道:“中国市场也是齐头并进,在航天等领域的推进速度非常快,个人认为增材制造的总体成长速度会高于预期,会有新的加速。”

 

 

 

3D打印完成的航空航天金属部件

 增材制造优势显著

      中国空间技术研究院总体设计部张啸雨老师分享道:在国家重大任务需求的背景下,对于技术的要求越来越高,必须迫切地设计出下一代的先进结构形式,而增材制造则是设计复杂结构最好的技术手段!

 

 根据TCT在行业媒体的调研中总结到以下三个增材制造技术最明显的应用优势:

 一、实现结构一体化,避免焊接需求,美国东部时间2月18日,美国“毅力”号火星车在火星成功着陆,为2030年后人类探索火星做准备。漫游车上的11个3D打印制成的金属零件将随着毅力号开启火星漫步。其中六个3D打印热交换器-掌型镍合金板,可保护仪器的关键部件免受高温影响。通过传统制造工艺,需要将机械加工的热交换器的两部分焊接在一起,但是通过3D打印可以避免焊接的需求,将热交换器作为结构一体化零件制造出来。

 

3D打印热交换器内部(来源3D科学谷)

二,快速原型验证,缩短新型航空航天装备的研发周期,3D打印技术让高性能金属零部件,尤其是高性能大结构件的制造流程大为缩短。无需研发零件制造过程中使用的模具,这将极大的缩短产品研发制造周期,能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件。

三、提高材料的利用率,节约昂贵的战略材料,降低制造成本。航空航天制造领域大多都是在使用价格昂贵的战略材料,比如像钛合金、镍基高温合金等难加工的金属材料。传统制造方法对材料的使用率很低,一般不会大于10%,甚至仅为2%-5%。属3D打印技术作为一种近净成型技术,只需进行少量的后续处理即可投入使用,材料的使用率达到了60%,有时甚至是达到了90%以上。这不仅降低了制造成本,节约了原材料,更是符合国家提出的可持续发展战略。

 

盘点2021年TCT亚洲展相关展商

作为今年最大的行业热点,TCT主办方结合目前为止的展商,为您分门别类,让您更清晰、更全方位的了解今年行业展商,无论是材料、设备还是服务您都可以一站式的了解最新行业技术突破与革新,让3D打印技术更深一步的祝您行业向前迈进!

 

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(责任编辑:中国3D打印网)