中國(guó)航天報(bào)：“打印”出來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)奇跡——31所增材制造發(fā)展側(cè)記

2023年12月21日，《中國(guó)航天報(bào)》一版刊發(fā)題為《“打印”出來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)奇跡——中國(guó)航天科工三院31所增材制造發(fā)展側(cè)記》通訊文章,，報(bào)道了31所搶抓先機(jī),、探索實(shí)踐，在增材制造這一新興領(lǐng)域中屢獲突破的事跡,。

一米余長(zhǎng)的專用存放箱里,，銀白色的發(fā)動(dòng)機(jī)零部件渾然一體，看不到絲毫焊縫的痕跡,，幾乎可以用“完美”來(lái)形容,。這是31所增材制造技術(shù)的應(yīng)用成果，它更為人熟知的名字是3D打印技術(shù),，即采用粉末材料逐漸累加的方法來(lái)制造實(shí)體零件,。

2012年，31所搶抓先機(jī),，緊跟國(guó)際先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì),，規(guī)劃布局增材制造專業(yè)發(fā)展。11年過去,，該所依托于技術(shù)創(chuàng)新,，在發(fā)動(dòng)機(jī)制造上屢屢取得突破,，增材制造應(yīng)用水平已經(jīng)位居全國(guó)領(lǐng)先行列,，“打印”出一片令人驚嘆的工藝振興景象。

型號(hào)需求牽引技術(shù)進(jìn)步

噴油支板是發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)中的關(guān)鍵零件之一,，內(nèi)部分布著復(fù)雜的流道,。燃油在輸送至噴油支板時(shí)，首先經(jīng)過流道冷卻壁面,，再噴出參與發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒,。

這個(gè)不足手掌大小的零件，過去卻是生產(chǎn)的“老大難”：內(nèi)部流道的加工難以一步到位,，工藝人員需要先在兩端打出穿絲孔,，通過線切割切出流道，再進(jìn)一步焊接,。這種方式非但費(fèi)時(shí)費(fèi)力,，還極易在打孔時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)串，導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢,。

而現(xiàn)在,，產(chǎn)品加工周期縮短80%,，生產(chǎn)成本降低60%，合格率也有了顯著提升,。流道形狀不再受到限制,，可以按需制造成彎斜樣式，以實(shí)現(xiàn)更好的冷卻效果,。這些變化,，都是由增材制造技術(shù)創(chuàng)造的“奇跡”。

“奇跡”的誕生并非一帆風(fēng)順,。增材制造技術(shù)引入之初,，發(fā)展尚不成熟。對(duì)于31所而言,，這一新興技術(shù)非但不是“天降神兵”,，反而意味著重重挑戰(zhàn)。

“我們使用設(shè)備加工零部件時(shí),，一般會(huì)有相關(guān)說(shuō)明書以供查閱,，即便遇到問題也可以咨詢?cè)O(shè)備商。但剛剛引入增材制造技術(shù)的時(shí)候,，很多問題連廠家也沒遇到過,，只能依靠我們自己在試驗(yàn)中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)�,！痹霾闹圃熘行鸟R主任回憶道,。

面對(duì)技術(shù)關(guān)卡，是就此停滯,，還是敢為人先,？經(jīng)過不斷嘗試，31所不僅成功找到最優(yōu)方案,，彌補(bǔ)了裂紋變形,、融合不良等過去存在的缺陷，還通過實(shí)踐增長(zhǎng)了經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)意,，引領(lǐng)增材制造技術(shù)向大型零部件制造進(jìn)發(fā),。

如今，增材制造中心以型號(hào)需求為牽引,，圍繞航天發(fā)動(dòng)機(jī)零部件制造難題,，突破了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)百余種復(fù)雜結(jié)構(gòu)零部件增材制造成形,。

建成完整的產(chǎn)業(yè)鏈

邁過最為困難的起步階段,，增材制造技術(shù)應(yīng)用在31所逐漸呈現(xiàn)如火如荼之勢(shì)。

“所里一直有一個(gè)講法，叫‘兩頭在內(nèi),，中間在外,，關(guān)鍵在手’。設(shè)計(jì)和總裝在所內(nèi)完成,，中間的部件可以在外面生產(chǎn)制造,，但是關(guān)鍵技術(shù)要把握在手里�,！瘪R主任介紹道,，發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件繁雜，重要的是在產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的管理上,，必須具備一定的生產(chǎn)能力,。

2021年，31所開始布局產(chǎn)線,，推動(dòng)增材制造自主生產(chǎn),。成立增材制造中心，主要負(fù)責(zé)匹配研制,；積極與地方政府合作,，建立示范線來(lái)探索批量生產(chǎn)。由此,，31所基本形成一條完整的增材制造產(chǎn)業(yè)鏈,，實(shí)現(xiàn)全流程快速集成制造能力建設(shè)。

“在這個(gè)過程中,，國(guó)家給我們提供了非常大的支持,，為提升國(guó)產(chǎn)化程度解決了‘臨門一腳’�,！瘪R主任歷數(shù)道,，2019年至今，增材制造中心牽頭承擔(dān)多項(xiàng)國(guó)家級(jí)課題,，作為主要參研單位參與各級(jí)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等十余項(xiàng)項(xiàng)目,。

在國(guó)家大力助推下,，增材制造技術(shù)迎來(lái)高速發(fā)展,。瀘州產(chǎn)線在2021年下半年開始投產(chǎn)，今年已經(jīng)進(jìn)入滿負(fù)荷生產(chǎn),；蘇州廠房已啟動(dòng)建造,，產(chǎn)線預(yù)計(jì)在明年年底投入運(yùn)營(yíng)。

“趴”在車間,，叫都叫不走

推動(dòng)技術(shù)持續(xù)進(jìn)步的過程中,，人才的培養(yǎng)至關(guān)重要。在增材制造中心，一批懂技術(shù),、愛鉆研的年輕骨干已經(jīng)成長(zhǎng)起來(lái),，用勤奮和熱愛踐行著航天精神。

32歲的張組長(zhǎng)從2019年開始接觸增材制造技術(shù),。當(dāng)時(shí),，相關(guān)的教程資料尚不完備，他便利用每天晚上的空余時(shí)間自己琢磨：軟件里面有哪些支撐參數(shù),？分別起到什么作用,？編輯之后會(huì)生成怎樣的結(jié)構(gòu)？

從零開始,，他在試錯(cuò)中摸索前進(jìn),。幾個(gè)月下來(lái)，他基本掌握了軟件上的所有命令,。

“我那時(shí)候每周都會(huì)跟馬主任溝通學(xué)習(xí)進(jìn)度,，我們對(duì)新技術(shù)都很癡迷�,！睆埥M長(zhǎng)笑道,。這份癡迷的勁頭體現(xiàn)在增材制造中心每個(gè)人身上，瀘州產(chǎn)業(yè)園區(qū)負(fù)責(zé)人曾這樣感嘆：“你們31所過來(lái)出差的人一個(gè)個(gè)都愛‘趴’在車間,，叫都叫不走,。”

正是由于這份癡迷,，團(tuán)隊(duì)參加今年國(guó)家級(jí)增材制造技能大賽的4人全部獲得名次,，其中張組長(zhǎng)更是獲得一等獎(jiǎng)，將被授予全國(guó)技術(shù)能手稱號(hào),。

借助職業(yè)技能競(jìng)賽平臺(tái),，以賽促學(xué)、以賽促訓(xùn),，團(tuán)隊(duì)成員在實(shí)踐工作中不斷打磨技藝,，面向先進(jìn)動(dòng)力制造的應(yīng)用型技能人才隊(duì)伍已初具規(guī)模。

看似輕松“打印”出來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)奇跡,，實(shí)則由航天人的創(chuàng)新,、敢為和奮斗編織而成，增材制造這一新興技術(shù)在航天領(lǐng)域被激發(fā)出無(wú)限魅力,。


來(lái)源：中國(guó)航天報(bào),、中國(guó)航天科工三院31所