重磅,！全球首例3D打印柵極離子推進(jìn)器源點(diǎn)火成功

2017年12月4日晚,，由華曙高科與北京理工大學(xué)宇航學(xué)院噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室合作研發(fā)的3D打印柵極離子推進(jìn)器（Ion Thruster）源點(diǎn)火測試成功！此次測試推力源器宏觀參數(shù)穩(wěn)定,，束流分布均勻,，驗(yàn)證了3D打印離子推力器核心部件的可行性，首次實(shí)現(xiàn)了3D打印柵極應(yīng)用于離子推進(jìn)器源并成功點(diǎn)火和穩(wěn)定工作,，堪稱國內(nèi)3D打印交叉電推進(jìn)領(lǐng)域的重大里程碑事件,，也標(biāo)志著中國3D打印技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用邁上了一個新高度。

▲ 3D打印鈦合金離子推進(jìn)器柵極（單層）

離子推進(jìn)系統(tǒng)在空間飛行時,，一般都采用連續(xù)推進(jìn)方式,，一次工作幾百上千小時。為了縮短到探測目標(biāo)的飛行時間和節(jié)省推進(jìn)劑,，大多采用離子推進(jìn)系統(tǒng)推進(jìn)與其它行星引力輔助作用相結(jié)合的軌道轉(zhuǎn)移方式,。大功率電推進(jìn)可應(yīng)用于通信衛(wèi)星、深空探測任務(wù),、在軌服務(wù)飛行器等,，小功率電推進(jìn)可用于商業(yè)小衛(wèi)星變軌、衛(wèi)星星座編隊(duì)飛行等,，具有重要的社會經(jīng)濟(jì)效益,。

離子推力器的主要突出優(yōu)點(diǎn)為：高效率、高比沖,、長壽命,。每個離子推進(jìn)器一般有兩到三層?xùn)艠O，其主要作用是加速帶電粒子,，使推進(jìn)器獲得動能,，但傳統(tǒng)離子推進(jìn)器的柵極通過光催化腐蝕法加工，存在工藝流程復(fù)雜,，加工周期長,、材料利用率低、環(huán)境污染大等問題,。

▲ 全球首例3D打印柵極離子推進(jìn)器源點(diǎn)火測試成功

2016年5月,，北京理工大學(xué)宇航學(xué)院噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室與華曙高科合作，采用全球首款開源可定制金屬3D打印設(shè)備FS271M,，經(jīng)過工藝摸索和多次試制,，成功打印了工業(yè)級高精度鈦合金離子推進(jìn)器篩網(wǎng),，將加工時間從傳統(tǒng)腐蝕法的20小時縮短至2小時，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可控性強(qiáng),，材料利用率高,，也更加環(huán)保。

通過測試3D打印Ti64篩網(wǎng)局部微觀結(jié)構(gòu)可發(fā)現(xiàn),，無論是篩網(wǎng)邊緣還是網(wǎng)孔連接處,，組織都非常致密、均勻,，打印精度符合設(shè)計(jì)精度要求,，這為離子推進(jìn)器發(fā)動機(jī)源的成功點(diǎn)火和穩(wěn)定工作提供了保證。

▲ 3D打印Ti64篩網(wǎng)局部微觀結(jié)構(gòu)照片

未來北京理工大學(xué)宇航學(xué)院噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室與華曙將進(jìn)一步深度合作,，瞄準(zhǔn)航天產(chǎn)品應(yīng)用要求,，進(jìn)一步提高3D打印離子發(fā)動機(jī)性能，最終實(shí)現(xiàn)3D打印離子發(fā)動機(jī)的空間應(yīng)用,。

來源：華曙高科
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