近日,航天科技集團六院圍繞液體動力領(lǐng)域及航天裝備未來發(fā)展需求,突破航天液體動力領(lǐng)域3D打印全流程技術(shù),實現(xiàn)了500余種復(fù)雜精密構(gòu)件3D打印成型。
3D打印技術(shù)(增材制造技術(shù))是以金屬粉末、金屬絲為原材料,通過逐層打印、堆積成型的方式實現(xiàn)構(gòu)件一體化成型的制造技術(shù),與傳統(tǒng)制造方法相比,3D打印技術(shù)設(shè)計靈活、研制周期短,材料利用率高。
發(fā)動機是火箭的“心臟”,航天液體火箭發(fā)動機需要大量采用高溫合金、鈦合金等加工材料,設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝流程長,其輕量化、低成本、快速研制的迫切需求與3D打印成型自由度高且快等特點高度契合。
隨著航天液體火箭發(fā)動機設(shè)計性能的提升,為保證其功能性,設(shè)計出的產(chǎn)品越來越復(fù)雜、精細(xì),傳統(tǒng)工藝無法實現(xiàn)。航天科技集團六院不斷探索運用增材制造技術(shù)應(yīng)用于液體動力產(chǎn)品研制的途徑,2017年3月,六院下屬的西安航天發(fā)動機有限公司被國防科工局批準(zhǔn)掛牌成立航天特種構(gòu)件增材制造創(chuàng)新中心。該中心采用3D打印技術(shù)整體生產(chǎn)和制造出復(fù)雜構(gòu)件,從成型原理的根本層面突破了傳統(tǒng)制造技術(shù)局限,重點解決航天液體動力研制中的“急、難、險、重、新”的零部組件研制問題,產(chǎn)品合格率、制造流程和可靠性等方面顯著提升,實現(xiàn)了航天液體動力制造技術(shù)的升級換代。
在長征五號運載火箭首飛任務(wù)中,某型發(fā)動機兩器出口管因生產(chǎn)合格率較低成為重點研究對象,該中心突破了航天專用材料激光選區(qū)基礎(chǔ)成型(SLM)工藝、產(chǎn)品整體3D打印、材料性能調(diào)控等一系列關(guān)鍵技術(shù),成功制備了兩器出口管產(chǎn)品,在國內(nèi)實現(xiàn)3D打印工程示范應(yīng)用,確保首飛任務(wù)圓滿完成。
目前,航天六院掌握了鈦合金、高溫合金、不銹鋼、鋁合金、銅合金等5類23種牌號成型及后處理調(diào)控工藝,覆蓋70%以上液體動力常用材料,攻克了增材制造輕量化設(shè)計、微細(xì)結(jié)構(gòu)激光選區(qū)熔化成型等30余項關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)了500余種復(fù)雜精密構(gòu)件3D打印成型,成功參與70余次發(fā)射和飛行試驗,技術(shù)成果獲國家科技進(jìn)步二等獎。
據(jù)了解,圍繞液體動力領(lǐng)域及航天裝備未來發(fā)展需求,六院和西安航天發(fā)動機有限公司正全力推進(jìn)增材制造產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,“我們正逐步形成先進(jìn)的‘一主線四區(qū)域、雙循環(huán)三平臺’生產(chǎn)格局,努力將中心打造成為國內(nèi)一流、國際知名智慧型航天液體動力增材制造產(chǎn)業(yè)化中心,為航天科技高水平自立自強再立新功?!蔽靼埠教彀l(fā)動機有限公司增材制造創(chuàng)新中心主任楊歡慶說。
來源:西安晚報
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