中國航天器深度嘗試3D打印技術
魔猴君 科技前沿 2550天前
據央視財經，未來的中國將要建設成為科技強國、質量強國、航天強國、網絡強國、交通強國、數字中國，而廣大科技人員也奮力走在實現這些宏偉目標的路上。
在3D打印方面，中國的企業家、科學家大膽實踐、勇于創新，創造出了新的金屬制造方式。
中國航天科技集團五院展廳
0.5公斤零件撐起400公斤重量 中國航天器試水3D打印
中國航天科技集團五院的展廳，濃縮了中國空間飛行器研制的主要成果，這些航天器對于減少重量的要求，可謂是嚴苛之極，因為每增加一克的重量，就會給發射帶來很高的成本，并且會加大航天項目的復雜性，甚至直接影響到整個方案的可行性。為了減輕每一克的重量，研究人員從材料和結構上想了任何可能的辦法。
中國航天科技集團五院總體部增材制造技術項目經理張嘯雨稱，“這個就是我們目前工程上最輕的材料，叫蜂窩夾層結構，這種結構里面全部是蜂窩，然后上下的面用的是碳纖維。這種碳纖維非常昂貴，它的一公斤差不多要比那個同等重量的黃金還要貴一些。”
減輕重量是不懈的追求。碳纖維材料，加之蜂窩狀的結構，這幾乎已經達到了減重的極限，但是工程技術人員對此還是不滿意，他們希望重量再降低一些。
在制造業中，傳統制造的方式是“減材制造”是利用已有的幾何模型工件，用工具將材料逐步切削、打磨、減少，最終成為所需要的零件。而3D打印恰恰相反，它是根據一個數字三維文件，在一個完全沒有任何材料的平面上，逐層打印、添加材料，最終形成一個三維整體，這就是所謂的3D打印，也被稱為“增材制造”。
目前，在我國很多飛機、船舶甚至航天器的重要零部件上，都可以見到金屬3D打印的身影。無論是飛機、船舶的發動機、零部件，還是運載火箭、空間航天飛行器、無人機等航空航天設備，金屬3D打印部件正在悄悄地取代著傳統制造的零件，并給航空航天等高端制造提供了更多的可能。航天器上很多大大小小的零件，都可以用這種結構來替代原有的較為笨重的金屬。甚至一根頭發絲，就可以吊起來一個體積不小的衛星上的小零件。
3D打印作為一項前沿性的先進制造技術，已成為全球新一輪科技革命和產業革命的重要推動力。然而，多數的設備和工藝尚不成熟，還無法批量打出穩定、耐用、高性能的工業品來，處在“模型制造”和實驗階段。但是這種情況正在發生變化，我國的金屬3D打印正在不斷地向尖端制造靠攏。
在鑫精合的廠房里，一個大型的鈦合金航天器零件在制造中。與小型的精密的金屬3D打印機的技術不同，大型的打印機采取了另一種不同的技術方式——同軸送粉工藝。而中國在這項技術上已經走在了世界的先列。目前，能用3D打印技術制造出達到鍛造水平的金屬部件的國家，只有德國、美國、中國等少數幾個。而鑫精合批量制造大型鈦金屬結構件的能力已經在國際領先。
這種激光“打印”金屬粉末的工藝，使得金屬材料冷卻凝固速度極快，組織細小，力學性能優異，也具備了像鍛件一樣的高強度。在過去，這樣巨大的金屬件從開模具到鍛造，再到機械加工，是個非常浩大的工程，通常需要一年時間才能完成，而用3D打印的方式，僅需要3-6個月。
根據張嘯雨：“可能我們最快的在明年，或者是后年都會有發射的型號來去做這樣的一個嘗試。我們大概現在有60件到100件的產品已經是在完成了制造，而且已經開始裝星，已經開始做整星級的力學實驗。”
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