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3D打印應用于火箭點火裝置測試成功

來源:杰呈3D打印 發布時間:2018-08-25 22:53:45 瀏覽次數:0
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2015年5月6日,中國航天科工六院傳來喜訊,該院41所將3D打印技術應用于某型號固體火箭發動機點火裝置,地面測試獲得一次成功,這是我國首次將3D打印技術應用于固體火箭發動機研制領域。該發動機點火裝置上的3D打印部分——殼體,正是由華曙高科為航天科工六院“量身打造”的。

原來,航天科工六院曾采用傳統制造工藝制作殼體,但因其在設計和加工方面要求很高,又因航天發動機在預研階段設計方案反復多變,各形態殼體非批量生產,所以生產成本很高。更關鍵的是,采用傳統材質制造的殼體無法滿足火箭點火時的技術需求。六院41所點火技術研究室的科研人員想到了3D打印技術。他們曾選擇美國某3D打印公司,但將該公司制造的試樣殼體用于試驗時,點火噴射過程尚未結束,殼體自身已被炸得粉碎。研發一度陷入困境。

2013年11月,華曙高科專家應邀至航天科工集團講座。該集團第六研究院的研究人員詢問他們是否能夠制作發動機點火裝置的殼體。陳勃生回答:“我們可以按照要求盡力嘗試,做出成品后,你們再試驗看行不行。雖然口頭說的是“盡力嘗試”,但陳勃生心里是有底氣的,因為華曙高科所采用的3D打印工藝——選區激光粉末燒結(PLS),其產品特性本身就特別符合殼體的要求。

陳勃生介紹,3D打印一共有7種主要技術,航天科工六院先前聯系的那家美國公司采用的是熔融沉積制造(FDM),受困于工藝限制,打印出來的物體在水平方向的承載能力較強,而垂直方向的承載能力較弱,所以殼體在點火裝置開始運作的瞬間,就沿垂直方向被炸碎。PLS技術則是將物體分為多層,逐層鋪設材料粉末,通過激光掃描將粉末熔融,再冷卻固化成形。陳勃生特別指出,激光每掃描一次,都會穿透已經制造成形的多層,這樣就使每一層材質都經過了多次燒結,層與層之間的連接相對于FDM技術制造的物體就更為堅固。公司現有十種高分子材料,我們按照六院給出的設計圖,每種材料分別做了十幾種不同形狀、結構的殼體。”陳勃生說,“每做一次試驗,研究人員都會根據試驗結果對產品的材料、形狀等提出新的要求,公司再根據要求做相應的改進,制造出新的試樣。”

一年多時間里,華曙高科總共制造了上百個3D打印試樣殼體提供給航天科工六院,該院進行了多次單項點火試驗來考核殼體性能,為殼體在發動機試車中的成功應用打下堅實基礎,最終才有了地面試車的一次性成功。


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