中國運載火箭技術(shù)研究院近期公布了一項重大技術(shù)突破，解決了航天裝備大型構(gòu)件金屬3D打印領(lǐng)域長期存在的效率與精度兼顧難題。這一成果由火箭院戰(zhàn)術(shù)部攜手首都航天機械有限公司共同研發(fā)，針對新一代航天裝備大型構(gòu)件的高效率、高精度3D打印需求。
這項創(chuàng)新技術(shù)通過精心設(shè)計的金屬3D打印成形方法和智能打印路線，實現(xiàn)了不銹鋼等金屬材料的高精度打印。在新型航天裝備的研制過程中，該技術(shù)首次在國內(nèi)得到應(yīng)用，并成功通過了飛行考核驗證。
研發(fā)團(tuán)隊通過調(diào)整粉末特性和優(yōu)化激光與粉末的配合方式，結(jié)合特殊的后處理工藝，使得打印出的構(gòu)件表面精度達(dá)到了毫米級。這一改進(jìn)顯著減少了后期加工量，節(jié)省了高達(dá)60%的加工成本。
傳統(tǒng)3D打印技術(shù)在打印復(fù)雜形狀構(gòu)件時，通常需要搭建大量的支撐結(jié)構(gòu)。而火箭院的這項新技術(shù)則開發(fā)了智能平臺，能夠自動規(guī)劃最佳的打印方向和路徑。這不僅避免了支撐結(jié)構(gòu)的使用，還能夠打印出具有懸空、曲面等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的構(gòu)件。智能平臺還能實時模擬打印過程，確保打印的準(zhǔn)確性和可靠性。
在3D打印大型構(gòu)件時，變形是一個難以避免的問題。火箭院的這項新技術(shù)突破了大型構(gòu)件應(yīng)力分布及變形高效精準(zhǔn)預(yù)測的難題，能夠精準(zhǔn)調(diào)控打印過程中的應(yīng)力分布，有效抑制變形。這一改進(jìn)不僅提高了打印效率，還降低了成本。
憑借這一創(chuàng)新技術(shù)，火箭院戰(zhàn)術(shù)部和首都航天機械有限公司聯(lián)合申報的項目在1159項創(chuàng)新成果中脫穎而出，榮獲了中國技協(xié)2024年創(chuàng)新成果特等獎。這一榮譽不僅是對研發(fā)團(tuán)隊辛勤付出的肯定，也標(biāo)志著中國在航天裝備大型構(gòu)件金屬3D打印技術(shù)方面取得了重要進(jìn)展。
