近年，國內(nèi)航空航天事業(yè)迅猛發(fā)展，增材制造的應(yīng)用不斷深化。2020年對于我國的航天發(fā)展而言注定是不平凡的一年，也是我國航天走向世界的一年。航空航天產(chǎn)業(yè)技術(shù)突飛猛進(jìn)的背后也離不開制造技術(shù)的升級換代，3D打印技術(shù)貢獻(xiàn)有目共睹，讓我們回顧2020看看有哪些代表性的應(yīng)用。

下半年，長征五號遙五運載火箭成功將嫦娥五號探測器送入地月轉(zhuǎn)移軌道，探月工程第三步正式拉開序幕。這次“嫦娥”可不止是去往月球繞一圈，而是到月球上“挖土”，并將月球上的土壤和巖石帶回國。其中，長征五號運載火箭上的一個重要部件——級間解鎖裝置保護(hù)板，由中國運載火箭技術(shù)研究院航天材料及工藝研究所通過采用華曙高科連續(xù)增材制造系統(tǒng)HT1001P解決方案加工而成。

華曙HT1001P

級間解鎖裝置保護(hù)板直徑達(dá)5米，單批次加工件數(shù)較少，加工頻次較低，如采用傳統(tǒng)注塑方式需要使用模具，模具成本高，且模具的保存成本也較高。而采用3D打印技術(shù)，則無需開模、一體成型。華曙高科與航天材料及工藝研究所的成功合作，將保護(hù)板拆分成50件分別打印，每個部件尺寸約為370mm*100mm*125mm，最后將零件拼接而成，耗時僅48小時。該部件的成功應(yīng)用，實現(xiàn)了國產(chǎn)新型大幅面增材制造裝備的應(yīng)用驗證。

級間解鎖裝置保護(hù)板（材料來源：華曙高科）

10月，在我國首次火星探測任務(wù)飛行控制團(tuán)隊控制下，“天問一號”探測器主發(fā)動機(jī)點火工作480余秒，順利完成深空機(jī)動；

據(jù)報道，“天問一號”火星探測器安裝使用了超過100個3D打印定制的零部件，其中包含相當(dāng)一部分的金屬3D打印零件（如鈦合金等），具有高強(qiáng)度耐高溫耐輻射等各種高性能特征，可以滿足在火星惡劣環(huán)境中正常工作運行的要求。高能離子浮塵、空間碎片，要考慮結(jié)構(gòu)的性能和特點，深空探測器結(jié)構(gòu)包括高剛度、輕量化、尺寸穩(wěn)定性、拓?fù)鋬?yōu)化等等需求。

過去一年，作為亞洲增材制造領(lǐng)域最大規(guī)模的專業(yè)展覽會——TCT亞洲展主辦團(tuán)隊陸續(xù)與增材制造行業(yè)企業(yè)的高層做了不少面對面訪談。驚奇的是，幾乎所有的高層均表示：即使2020年疫情帶來了不小的影響，但是國內(nèi)外航空航天行業(yè)客戶的訂單量均顯著增長，甚至翻倍！

關(guān)于TCT亞洲展

TCT展源自英國，2015年進(jìn)入中國。到2020年，TCT亞洲展已經(jīng)成為亞洲第一、全球第二大增材制造技術(shù)專業(yè)展覽會。我們將在此一起探索3D打印、增材制造、工程軟件、檢驗測量以及其他相關(guān)創(chuàng)新設(shè)備和工藝所引領(lǐng)的數(shù)字化浪潮。

20年下半年TCT亞洲展采訪南通金源，作為材料廠商，副總經(jīng)理姜勇表示：“2020年航空航天市場進(jìn)入爆發(fā)增長期，這個領(lǐng)域迫切需要高強(qiáng)輕質(zhì)的材料，比如鋁合金、鈦合金以及發(fā)動機(jī)等部件用到的高溫合金等。”

3D打印服務(wù)商代表云鑄三維總經(jīng)理李俊鋒表示：“今后公司的目標(biāo)將更加朝著航空航天的領(lǐng)域發(fā)展，行業(yè)需求更大的在于金屬3D打印，原來金屬打印訂單的比重不到10%，但2020年金屬與非金屬的比重竟達(dá)到了2:3。”

著名設(shè)備廠商SLM Solutions亞太區(qū)總經(jīng)理馬建立在采訪中也同樣說道：“中國市場也是齊頭并進(jìn)，在航天等領(lǐng)域的推進(jìn)速度非常快，個人認(rèn)為增材制造的總體成長速度會高于預(yù)期，會有新的加速?！?/p>

3D打印完成的航空航天金屬部件

增材制造優(yōu)勢顯著

中國空間技術(shù)研究院總體設(shè)計部張嘯雨老師分享道：在國家重大任務(wù)需求的背景下，對于技術(shù)的要求越來越高，必須迫切地設(shè)計出下一代的先進(jìn)結(jié)構(gòu)形式，而增材制造則是設(shè)計復(fù)雜結(jié)構(gòu)最好的技術(shù)手段！

根據(jù)TCT在行業(yè)媒體的調(diào)研中總結(jié)到以下三個增材制造技術(shù)最明顯的應(yīng)用優(yōu)勢：

一、實現(xiàn)結(jié)構(gòu)一體化，避免焊接需求，美國東部時間2月18日，美國“毅力”號火星車在火星成功著陸，為2030年后人類探索火星做準(zhǔn)備。漫游車上的11個3D打印制成的金屬零件將隨著毅力號開啟火星漫步。其中六個3D打印熱交換器-掌型鎳合金板，可保護(hù)儀器的關(guān)鍵部件免受高溫影響。通過傳統(tǒng)制造工藝，需要將機(jī)械加工的熱交換器的兩部分焊接在一起，但是通過3D打印可以避免焊接的需求，將熱交換器作為結(jié)構(gòu)一體化零件制造出來。

3D打印熱交換器內(nèi)部（來源3D科學(xué)谷）

二，快速原型驗證，縮短新型航空航天裝備的研發(fā)周期，3D打印技術(shù)讓高性能金屬零部件，尤其是高性能大結(jié)構(gòu)件的制造流程大為縮短。無需研發(fā)零件制造過程中使用的模具，這將極大的縮短產(chǎn)品研發(fā)制造周期，能直接從計算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件。

三、提高材料的利用率，節(jié)約昂貴的戰(zhàn)略材料，降低制造成本。航空航天制造領(lǐng)域大多都是在使用價格昂貴的戰(zhàn)略材料，比如像鈦合金、鎳基高溫合金等難加工的金屬材料。傳統(tǒng)制造方法對材料的使用率很低，一般不會大于10%，甚至僅為2%-5%。屬3D打印技術(shù)作為一種近凈成型技術(shù)，只需進(jìn)行少量的后續(xù)處理即可投入使用，材料的使用率達(dá)到了60%，有時甚至是達(dá)到了90%以上。這不僅降低了制造成本，節(jié)約了原材料，更是符合國家提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

盤點2021年TCT亞洲展相關(guān)展商

作為今年最大的行業(yè)熱點，TCT主辦方結(jié)合目前為止的展商，為您分門別類，讓您更清晰、更全方位的了解今年行業(yè)展商，無論是材料、設(shè)備還是服務(wù)您都可以一站式的了解最新行業(yè)技術(shù)突破與革新，讓3D打印技術(shù)更深一步的祝您行業(yè)向前邁進(jìn)！

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