增材制造技术在国外航天领域的研究应用现状

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1、2016年第6期导弹与航天运载技术No.62016总第350期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.350文章编号：1004-7182(2016)06-0103-04DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20160624增材制造技术在国外航天领域的研究应用现状12222刘琦，梁晓康，陈济轮，董鹏，张昆（1.中国运载火箭技术研究院，北京，100076；2.首都航天机械公司，北京，100076）摘要：增材制造是一种新型的数字化制造技术，在航天领域得到了越来越广泛的应用。针对近几年国外在航天领域

2、开展的增材制造技术研究与应用进行了调研分析，重点阐述了增材制造技术在国外航天运输系统、导弹武器系统、卫星系统以及太空制造中的研究应用情况。综合来看，国外航天领域增材制造技术正逐渐进入主流制造技术的行列。关键词：增材制造；国外航天；现状中图分类号：V461文献标识码：AResearchandApplicationStatusofAdditiveManufacturinginForeignAerospace12222LiuQi,LiangXiao-kang,ChenJi-lun,DongPeng,ZhangKun(1.ChinaAca

3、demyofLaunchVehicleTechnology,Beijing,100076;2.CapitalAerospaceMachineryCompany,Beijing,100076）Abstract:Additivemanufacturing(AM)isanoveltypeofdigitalmanufacturingtechnology,havingwideapplicationsintheaerospacefield.ThispaperanalyzetheAMresearchandapplicationsstatusof

4、foreignaerospacecorporations,focusontheapplicationsoflaunchvehiclesystem,missilesystem,satellitesystemandin-spacemanufacturing.Overall,AMissteppingintothemainmanufacturingtechnologiesinforeignaerospacefields.Keywords:AdditiveManufacturing;ForeignAerospace;Status0引言1航天

5、运输系统中的应用增材制造技术（Additivemanufacturing，AM）,NASA马歇尔航天飞行中心的研究人员于2012年又称3D打印技术，是近年来迅速发展起来的高端数字将激光选区熔化成形（SelectiveLaserMelting,SLM）化制造技术。其中以激光束、电子束为能量源的高能技术应用于多个型号航天发动机复杂金属零件样件的束增材制造技术是该技术领域的重要发展方向，在航制造，这种制造工艺可以直接实现计算机辅助设计三空航天领域有良好的应用前景。美国政府及欧盟都制维复杂结构件的高性能高精度的整体制造，同时大大[1]订了

6、相应的发展规划，并通过政府资助、企业R＆D降低零件制造时间与加工成本。NASA目前暂定在资金等方式投入了大量研发经费，支持NASA、GE、2017年第1次太空发射系统飞行试验中使用由SLM技波音、洛克希德-马丁等为代表的大型军工企业的增材术制造的零部件（见图1）。制造技术研究应用工作。美国GE公司2014年~2016年间，先后建立了增材制造研究中心、“万能工厂”、增材技术进步中心（CATA）等专业机构，致力于在整个GE公司内部推动增材制造的创新和应用。空中客车公司也在2016年4月设立了一个全新的3D打印中心，号称航空航天工厂（A

7、erospaceFactory），研究各种3D打印技术在航空航天领域的应用并推动其成熟。可见，为了适应时代及国际市场的全新需求，国外已开始了图1增材制造技术在“太空发射系统”中的应用制造方式的巨大变革，积极寻求从传统制造到增材制造的转换。收稿日期：2016-09-21；修回日期：2016-10-20作者简介：刘琦（1980-），男，高级工程师，主要研究方向为飞行器制造工程104导弹与航天运载技术2016年[3]J-2X是太空发射系统的上面级发动机，其燃气发图5）。生器导管为GH625高温合金材料。为了防止燃烧不稳定，导管呈大曲率、

8、小弯曲半径结构特点，传统方法只能通过分部制造+焊接工艺实现制造，这影响了产品整体可靠性的进一步提高。为了解决上述问题，NASA马歇尔航天飞行中心采用SLM技术实现了导管的整图5导弹火箭推进器体制造（见图2），该导管进行了发动机热试车测试，[2]20