全金屬3D打印制造,！我國新一代載人飛船試驗船返回艙大底框架結(jié)構(gòu)

南極熊導(dǎo)讀：這次長征五號B火箭成功發(fā)射的我國新一代載人飛船試驗船，其返回艙防熱大底框架原來是3D打印出來的——激光沉積金屬3D打印技術(shù),！

2020年5月8日13時49分,，由中國航天科技集團(tuán)空間技術(shù)研究院抓總研制的我國新一代載人飛船試驗船的返回艙，在東風(fēng)著陸場預(yù)定區(qū)域成功著陸,！

新一代載人飛船是面向我國載人月球探測,、空間站運營等任務(wù)需求而論證的具有國際先進(jìn)水平的新一代天地往返運輸飛行器。此次試驗船飛行任務(wù)的圓滿成功,，標(biāo)志著中國新一代載人飛船已具備雛形,，也標(biāo)志著艙體結(jié)構(gòu)、材料,、控制系統(tǒng)等領(lǐng)域一大批新技術(shù)取得了重要突破,。

△金屬3D打印的返回艙防熱大底框架結(jié)構(gòu)

其中重要的技術(shù)突破之一,，是由航天五院總體部主導(dǎo)的超大尺寸整體鈦框架設(shè)計及成型技術(shù),。超大尺寸整體鈦框架結(jié)構(gòu)全部采用3D打印工藝制造，成功實現(xiàn)了減輕重量,、縮短周期,、降低成本等目標(biāo)。新一代載人飛船試驗船的成功返回也標(biāo)志著超大尺寸關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件整體3D打印技術(shù)通過大考,。

新一代載人飛船返回過程中,，防熱大底部位承受最惡劣氣動力和氣動熱。防熱大底框架結(jié)構(gòu)就是氣動力熱作用下的最主要的承力部件,。由于鈦合金框架的尺寸超大,，若使用傳統(tǒng)鍛造工藝造價極高。同時由于設(shè)計方案需要不斷調(diào)整和迭代,，使得原本就異常緊張的研制周期變得捉襟見肘,。以航天五院總體部馬彬為首的設(shè)計團(tuán)隊決定采用“化整為零”的思路，嘗試采用激光沉積3D打印技術(shù)來實現(xiàn)“好,、快,、廉”的設(shè)計目標(biāo)。該技術(shù)既能適應(yīng)設(shè)計方案的快速優(yōu)化與迭代,，實現(xiàn)應(yīng)對載荷分布的輕量化設(shè)計,；又能同步開展超大尺寸鈦框架3D打印工藝的研究，縮短研制周期,，提高研制成品率,，大大降低生產(chǎn)成本。

△鑫精合董事長李澄

在北京衛(wèi)星制造廠的總指揮下,，北京星馳恒動科技發(fā)展有限公司抓總該防熱大底框架總體制造,，鑫精合激光科技發(fā)展有限公司承接了該防熱大底框架送粉增材制造的部分工作,，利用天津鐳明公司生產(chǎn)的LiM-S2510送粉型設(shè)備，依靠成熟工藝設(shè)計軟件和后處理能力,，與其他承制單位共同實現(xiàn)了該大型主承力結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造,，為祖國航空事業(yè)發(fā)展提交了一份滿意的答卷。

△天津鐳明激光科技有限公司研制的LiM-S2510 金屬3D打印機(jī)

目前,，激光沉積制造技術(shù)正在越來越多的應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域,，通過對增材制造技術(shù)認(rèn)識的不斷深入，我國金屬制造業(yè)必將會發(fā)生本質(zhì)性的變革,。一是材料冶金技術(shù)將發(fā)生變革,，體現(xiàn)在材料的制備及性能將擺脫傳統(tǒng)冶金過程的原理性約束，實現(xiàn)非平衡,、梯度,、難熔等高性能新材料的智能制備，達(dá)到制造過程即是冶金過程的新境界,；二是重大裝備結(jié)構(gòu)和性能將發(fā)生變革,，結(jié)構(gòu)件的輕量化、整體化等都將會達(dá)到新的水平,；三是大型產(chǎn)品制造模式將發(fā)生變革,，因零件尺寸原因帶來的生產(chǎn)準(zhǔn)備投入高、周期長等限制已獲得突破,，大型新產(chǎn)品的研制將可以實現(xiàn)快速,、低成本、數(shù)字化/智能化制造,。

毛澤東主席曾在詩詞中寫到,，“可上九天攬月，可下五洋捉鱉,，談笑凱歌還,。世上無難事，只要肯登攀”,。新一代載人飛船返回艙的安全返回,，意味著不計其數(shù)的新技術(shù)、新工藝正在中國人民的雙手中蓬勃發(fā)展,，意味著“中國制造”必將進(jìn)入“中國創(chuàng)造”的全新時代,，更意味著任何困難也不能阻止中華民族實現(xiàn)中國夢的偉大征程！