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行业互联网,3D打印|开创航空航天领域大尺寸增材制造技术新时代( 二 )


德国Fraunhofer研究所（Fraunhofer IWS）揭示了一种增材制造-3D打印塞式喷管发动机 ， 该发动机用于微型卫星发射器 ， 其有效载荷可达350公斤 。与传统设计相比 ， 这款发动机在轻量化和燃料节省方面均具有明显优势 。
行业互联网,3D打印|开创航空航天领域大尺寸增材制造技术新时代
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【行业互联网,3D打印|开创航空航天领域大尺寸增材制造技术新时代】国内的零壹空间、深蓝航天、星际荣耀、千乘科技等新一代航天企业在应用3D打印方面也正获得不断的突破 。其中 ， 深蓝航天对主要功能部件进行优化设计 ， 实现了国内液氧煤油火箭发动机推力室效率从95%到99%的技术跨越 ， 承担这一任务的正是来自铂力特大尺寸金属增材制造装备 ， 分别完成了试车发动机喷注器壳体和推力室身部两个零件的金属3D打印工作 。
与此同时 ， 已完成上天任务的千乘一号卫星整星结构采用面向增材制造的轻量化三维点阵结构设计方法 ， 最终实现打印成形的亦是通过铂力特大尺寸金属增材制造设备 。通过对比传统工艺我们可以看到 ， 通过3D打印实现的千乘一号微小卫星的整星结构重量占比降低至15%以内 ， 整星频率提高至110Hz（传统微小卫星结构重量占比为20%左右 ， 整星频率一般为70Hz左右） ， 整星结构零部件数量缩减为5件 ， 设计及制备周期缩短至1个月 。而整星结构尺寸超过500mm×500mm×500mm包络尺寸 ， 也是目前最大的增材制造一体成形卫星结构 。
行业互联网,3D打印|开创航空航天领域大尺寸增材制造技术新时代
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事实上 ， 大尺寸一直以来都是金属增材制造装备发展的重要方向 ， 更大的成形尺寸可以显著扩大金属增材制造技术的应用范围 ， 解决大尺寸复杂构件传统制造过程中的难点和痛点 ， 还可以实现中小尺寸复杂构件的批量化生产 ， 提供短流程、数字化、品质可控的先进解决方案 。
在大尺寸增材制造技术上不断探索突破并且引领创新的西安铂力特增材技术股份有限公司 ， 在每推出一台新机型之前 ， 都要保证经过40000小时以上的产品打印实测 ， 好几轮的方案设计迭代 ， 近50次的细节修正 ， 设备单次不停机运行时间超过1000小时以上 。在不断创造新高的道路上 ， 铂力特一直没有停止过对工艺的研发及其在应用性能上的精益求精 ， 从而推动行业向着更高性能装备和应用水平发展 。对于铂力特来说 ， 考验大尺寸金属增材制造设备的核心要素并不是“谁的尺寸更大” ， 而是设备能否保证长时间稳定运行、高效率连续生产以及成形零件内外部品质优异可控 ， 赋能大尺寸复杂构件成形以及中小尺寸复杂零件的批量生产 。
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自2020年3月以来 ， 铂力特先后将多次研发迭代、实测时间均在几万小时级别的BLT-S450、BLT-S600推入市场 ， 围绕着符合市场真实需求的成形尺寸、质量管控软件、模块化管理和售后保障等多方面 ， 不断精益、优化 。
8月25日 ，， 铂力特推出BLT-S510 ， 并在此之前完成了400mmX400mmX780mm的钛合金航空发动机叶片 ， 以及尺寸为327mmX317mmX360mm、重量为4.2kg铝合金导轨支架等的成功打印 。以钛合金航空发动机叶片为例 ， 通过BLT-S510这一金属3D打印设备 ， 铂力特在对航空发动机中空叶片进行原型优化设计的基础上 ， 使内部镂空的风扇叶片一次成形 ， 与传统机加工相比 ， 加工周期短 ， 节约原材料 。铂力特BLT-S510经过两年匠心设计 ， 积累五年使用经验 ， 以及二十余台设备生产验证 ， 在成形尺寸、分层厚度、激光器功率及数量、最大扫描速度、重复定位精度、预热温度、氧含量控制、铺粉效率等核心技术指标都达到国内外同类领先产品的水平；其出品零件具备通过航空航天重要质量认证的能力；多项自主研发软件技术功能 ， 保障设备成形质量和稳定性；相较于很多具备大尺寸成形但没有经过生产验证的同类企业 ， 铂力特最大的优势是经过长时间、多种零件结构、多种类型的验证 ， 积累了丰富的生产经验、工艺参数经验 ， 并具备专业、国际化的检测能力 。铂力特检测中心的金属材料化学成分分析、材料力学性能检测、微观组织检测、几何量检测、X射线检测、荧光渗透检测等检测项目 ， 其中 ， 材料测试、无损检测、热处理、测量检验四项获得Nadcap认证 ， 这表明该铂力特增材制造装备的特种工艺及检验检测技术水平、规范管理等均处于国际水平 。


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