【3D打印高端演講】王聯(lián)鳳：3D打印技術在航天產(chǎn)品中的應用

【導讀】 6月下旬，世界3d打印大會在青島舉行。南極熊3D打印網(wǎng)也到了現(xiàn)場進行了大量的報道，詳情請看南極熊報道 http://www.dddyin.com/forum-103-1.html 。南極熊作為一個3d打印的專業(yè)媒體平臺，一直致力于推動中國3D打印行業(yè)的發(fā)展。希望下面的一些內(nèi)容對大家有所啟發(fā)。

王聯(lián)鳳：各位領導、各位嘉賓，我是來自上海航天的王聯(lián)鳳。剛才鞏總和楊老師在航空以及醫(yī)學這一塊進行了詳細的解讀，我們代表一些航天系統(tǒng)有一些特殊的應用。

我是來自上海航天設備制造總廠，企業(yè)隸屬于中國航天科技集團，企業(yè)有神州飛船以及運載火箭，有豐富的研發(fā)和技術體系。

企業(yè)是中國3D打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長單位，企業(yè)成立的增材制造中心于2014年3月合作研發(fā)出國內(nèi)首臺多激光頭和多激光束的選擇性熔化設備。企業(yè)中心將航天系統(tǒng)打造成3D打印技術的產(chǎn)業(yè)應用和示范基地。

我們的研發(fā)團隊主要有航天首席工藝專家、工藝研發(fā)人員等。

現(xiàn)在建設規(guī)劃，有像SLS、EBM、LCD等，后續(xù)也希望國內(nèi)以及國外的相關行業(yè)領軍企業(yè)和我們展開更深層次的交流和合作。

我們承擔的業(yè)務范圍主要是課題的申報以及工藝研究、產(chǎn)品加工、技術開發(fā)、人員培訓等。

我們在增材制造技術上，主要是SLS技術等進行了相關的基礎研究，包括像成形原理的研究。

這就是我們研發(fā)的國內(nèi)首臺多激光束的選區(qū)熔化成形設備。

我們對FDM的控制系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進行了開發(fā)和研制。

另外我們在工藝研究方面，包括對激光功率、鋪粉厚度、掃描方式上等很多的掃描方式，這個對我們做成形工藝奠定了很好的基礎。

這是我們相關的工藝研究的圖片。

下面和大家分享的是我們一些相關的研究。這是一個型號發(fā)動機的零件，它要求比較高，要求耐高溫，要求有一個抗沖擊的性能，它整體尺寸比較小，而且內(nèi)部有一些流道。另外一些孔徑的加工精度不太好加工。主要的一個材料是高溫合金，廢品率很高，我們利用了增材制造技術進行了相關的零件研究。

這是發(fā)動機的葉輪預研項目，主要是要求耐高溫、內(nèi)部無缺陷。它要求氣動性能優(yōu)良，當時想了兩個解決方案，做氣動實驗的時候，這個鈦合金材料目前比較昂貴，我們選擇了不銹鋼的材料。

這是一個豫東及的齒輪硬件，按照常規(guī)的預研我們需要開模，開模的費用就比較高。當時有個單位給我們報價是80萬左右，后來我們采用了3D打印技術節(jié)省了大量的開模費用。這個過程是一個上下不對稱的結構，我們中間畫了一個支撐方案，保證了它的打印質(zhì)量。

這是我們能源零件的一個項目，我們采用優(yōu)化支撐的方案進行一個3D打印技術的應用。

下面和大家分享一下3D打印在航天應用中的發(fā)展趨勢。按照常規(guī)的來講，如果發(fā)射更大的衛(wèi)星，更高重量的比如說航天類的，就要加大整個火箭的運載能力，火箭要做到很大。像常規(guī)的一些火箭，有些可能比如說滿足不了運載能力的需求就要加上相應的助推器，這就加大了整個火箭制造的成本。因此現(xiàn)在像國際上提出了一個概念，我們可以將粉從火箭上帶上去，這樣的話相當于太空制造的概念，節(jié)省了大量的成本，發(fā)射的運載能力就會大大提高。

這個計劃主要有三個概念，第一個是太陽電池陣的支撐結構，也減少了地面重力的影響。像太陽電池陣在加工的過程當中，一個困難比較大，另外相當于中間還會有重力的影響出現(xiàn)一些問題。如果后續(xù)能在這個太空制造方面，就會降低加工的難度，這是國際空間站的一個模型。

第二是大型孔徑的組裝，第一個圖，這就是一個蜘蛛人，這是一個機器人，我們做了許多標準的管狀，通過標準的統(tǒng)一進行加工組裝，降低了加工的難度。第三個是利用相關的機械臂，用于立方體衛(wèi)星的萬向節(jié)，利用這個萬向節(jié)裝配達到計劃。它最終的目的是就地資源的利用進行太空制造，這個藍色的星球就是地球，像登月計劃，大家現(xiàn)在想用3D打印來造房子，我們希望能在月球上建立一個永久的生活基地以及像工作研發(fā)的基地。

另外比如說像火星這一塊，為后續(xù)的太空發(fā)展奠定了基礎。

第二塊是利用像激光熔覆成形技術，中間在實際使用的過程中以及訓練實戰(zhàn)的過程中，它某個理念需要修復，如果再回到廠家修復來不及，我們利用這個技術的概念，在戰(zhàn)斗中就發(fā)揮了巨大的作用。

我們中心與相關的企業(yè)進行了很多的合作，我們期待與更多的同行進行合作交流。

我們來自上海，昨天討論的時候，上海比北京、西安、武漢、南京成形的氣侯比較晚，但是這兩年發(fā)展比較迅速。同時上海作為汽車電子行業(yè)以及工業(yè)的重要生產(chǎn)基地，同時又面向長三角，在3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景比較廣闊，但是呈現(xiàn)出了兩頭小、中間大的趨勢。兩頭小就是學院系和應用系比較小，供應商系比較大。在材料和研發(fā)工藝方面缺少一個大型的3D打印應用中心，在應用方面呈現(xiàn)出一個小而散、未成形的優(yōu)勢，所以我們希望能夠整合資源加強合作。

航天產(chǎn)業(yè)是一個科研密集型產(chǎn)業(yè)，擁有培養(yǎng)3D打印產(chǎn)業(yè)的良好土壤。隨著3D打印技術在航天產(chǎn)品中的不斷應用，將會有更大的突破。