航天飛行器產品制造又添3D打印新“神器”

2021年8月27日，中國航天科工集團二院二部近日實現了某型飛行器產品復雜結構3D打印集成制造，是3D打印技術在航天領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展提供了有力支撐。

航天飛行器產品結構零部件多，生產周期長、成本高。此前，一套復雜結構產品的部件常常由數十個零件組成，每個零件都要建立三維模型并設計“個性化”的工藝流程，隨后在數字機床上逐一進行生產加工，生產周期往往按月計算。同時，由于“車銑刨磨”等傳統機加工藝的限制，要讓飛行器“瘦身減肥”很困難，直接影響到飛行器的性能提升。

據悉，3D打印技術是以金屬粉末、金屬絲為原材料，通過逐層打印、堆積成型的方式實現構件一體化成型的制造技術，具有成型精度高、制造周期短、可成型復雜外形和中空結構的特點，可滿足航天產品“輕量化、高性能、快速研制”的設計與制造需求，被認為是航天領域未來結構設計與制造技術的變革方向之一。

通過3D打印技術實現面向增材制造的一體化結構設計與制造，可使復雜部件的零件數大幅減少。通過一體化三維建模后導入3D打印機中直接成型，一臺打印機可實現多個零件的同時打印，制造時間從幾個月縮短到十余天。同時，隨著零件數量的減少，部件裝配環節也更簡化，結構可靠性和裝配效率大幅提升。

通過基于3D打印的優化設計，設計師可突破“車銑刨磨”等傳統機械加工工藝限制，選擇采用網狀支撐、空心流道等更加優化的結構形式。相比傳統棒料或管料的機加方式，現在可通過“一次成型、少量加工”實現高效生產。

針對“一次成型”的3D打印產品，只需要對結構安裝面等表面精度要求比較高的局部部位進行少量精加工即完成零件生產，從而大幅提升生產效率。

后續，中國航天科工集團二院二部將持續推動基于3D打印技術的優化設計、應用和產品創新，加強一體化結構的設計、分析、制造、性能驗證等基礎能力建設，踐行“裕度設計”向“精細化設計”的轉變，促進結構產品從“單一功能”向“多功能”的轉變，促進新一代航天飛行器結構性能提升。

（來源：中國新聞網）