航天六院突破航天液体动力领域3D打印全流程技术

中国航天科技集团六院7103厂增材制造创新中心突破了航天液体动力领域3D打印全流程技术，实现了230余种复杂精密构件3D打印成型。

其中，90余种构件通过整机热试车考核，30余种构件实现不同批量交付，已应用于长征系列火箭50余次发射任务和飞行试验，为我国“祝融号”火星车软着陆、载人空间站、探月工程和北斗导航等航天重大工程的实施提供了技术支持和保障。

从设计优化到产品交付

2021年6月17日，长征二号F遥十二运载火箭托举着载有三名航天员的神舟十二号载人飞船冲向太空。

7103厂生产制造了该火箭所用芯一级发动机、二级发动机、助推器发动机，并采用3D打印技术制造相关零件，实现了发动机更可靠，效率速度双提升。

7103厂增材制造创新中心主任杨欢庆介绍，发动机推力室隔板加强肋是其中之一。加强肋是发动机隔板夹层内流通道的关键构件，主要用于保证发动机的燃烧稳定性。该产品之前采用熔模精密铸造工艺生产，有29个工艺流程，配套设备多且依赖性强，合格率不足20%。通过3D打印技术替代熔模精密铸造工艺，加强肋的制造周期缩短了75%，合格率提升至98%，成本降低30%，且产品多项性能指标接近甚至超过传统铸件历史最高值。

7103厂是我国唯一的大型液体火箭发动机研制生产厂。

2014年，该厂组建增材制造创新中心，致力于以3D打印技术推动航天液体动力工艺技术发展和制造能力提升。

2017年，以7103厂为主依托单位，多家国内增材制造领域的高校、科研院所、企业，联合成立国内唯一的国防科技工业航天特种构件增材制造技术创新中心。该中心成立以来，实现了技术研制能力的快速提升和工程化应用的多点推进，先后突破了20余项关键技术，覆盖了70%以上液体动力常用材料，完成了45种型号中10类结构、230余种复杂精密构件的3D打印成型。在此基础上，该中心初步构建全流程技术及标准体系，参与制定国家标准9项、行业标准1项，形成一批具有自主知识产权的技术成果。

“我们实现了从设计优化到产品交付的全流程服务。”杨欢庆表示，该中心将不断拓展增材制造技术在液体动力领域的应用，推动工艺技术和制造能力不断提升，为我国航天重大工程的实施提供技术支持和保障。

为天问一号全程护航的发动机

与“祝融号”火星车软着陆相关的液体动力技术，涉及到航天科技集团第六研究院研制交付的发动机。

根据中国航天科技集团六院，2021年5月15日7时18分，天问一号着陆巡视器与环绕器实现分离，成功软着陆于火星表面，着陆后，“祝融号”火星车成功传回了遥测信号。

由航天科技集团第六研究院研制交付的78台各型发动机，推举长征五号遥四运载火箭，助力天问一号探测器，将液体动力的贡献贯穿全程。

在长征五号遥四运载火箭上，配置了由航天科技集团六院研制生产的新一代绿色无污染的8台120吨级液氧煤油发动机、2台50吨级氢氧发动机、2台9吨级膨胀循环发动机及18台作为辅助动力的姿控发动机。这30台四型发动机，将我国运载火箭的近地轨道运载能力，从9吨提升至25吨，从而实现火箭的一飞冲天，为天问一号探测器向着火星的漫漫星途提供强劲可靠的动力保障。

在天问一号探测器上，六院研制交付了着陆巡视器和环绕器的推进分系统，共计48台大大小小的发动机。它们分别为着陆器着陆过程悬停、避障及缓速下降过程提供了可靠动力，为环绕器系统提供轨道转移、制动捕获、轨道调整以及姿态控制所需的精准动力。

其中作为着陆巡视器主发动机的7500N变推力发动机是六院研制团队在借鉴探月任务中7500N变推力发动机工程经验基础上，根据火星探测任务全新设计制造的发动机。制造过程中，改进型7500N变推力发动机与以往7500N发动机的性能和推力一样，但重量和体积只有以前发动机的三分之一，结构也更加优化、紧凑。发动机的对接法兰框还首次采用3D打印技术，“一次打印成型”避免大余量去除原实心棒材或锻件引起的变形，也保证了发动机与总体对接的质量稳定性。

来源：3D科学谷

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