3D打印已成为航天领域不可或缺的生产工具。
2025年4月15日,由蓝箭航天自主研发的天鹊系列液氧甲烷火箭发动机第100台成功下线。这一里程碑标志着我国商业航天动力产业迈入了规模化应用阶段,也表明国内航天制造业正迎来一场技术革新。
而3D打印技术,作为推动这一成就的重要因素,正在成为中国民营航天企业创新发展的关键引擎。
据报道,天鹊系列发动机的自制比例超过60%,包括半系统、全系统的大部分关键核心部件都是自制的。事实上,为了实现这一目标,蓝箭航天采用了不少金属3D打印技术。
据其工程师透露,传统制造发动机的过程就像是手工雕刻象牙,需要切割、焊接、打磨几百个零件,故障风险较高。通过3D打印的方式,不仅可以提高发动机制造的可靠性,还能减少材料浪费,从而缩短制作周期。
通过此前与蓝箭航天合作的3D打印企业铂力特发布的信息来看,包括发动机的接头类零件、点火器支座和游机身部以及燃烧室等采用了3D打印制作。
-设备自主化:蓝箭航天采用了国产大尺寸金属3D打印机,成功满足了1米以上直径的备件制造需求;
-材料创新:高强度、高温合金材料,能够承受发动机燃烧室内超过2000℃的高温;
-工艺标准化:蓝箭航天建立了航天级3D打印质量控制体系,确保每一台发动机的性能都能保持一致。
通过这些技术突破,我国已经成为继美国之后,全球第二个掌握大推力液氧甲烷发动机量产能力的国家。这不仅为后续朱雀系列火箭的高频次发射提供了技术保障,也为中国航天事业的发展注入了新的动力。
天鹊发动机的百台量产,展示了中国商业航天从“实验室创新”到“工业化落地”的快速转型。3D打印技术的深度应用,正在改变航天制造的格局:
- 敏捷开发:设计、制造、测试的周期从“年”级缩短至“月”级,极大提高了发动机研发效率;
- 成本降低:单台发动机的生产成本较传统制造方式有明显的下降,为商业火箭降低了成本;
- 自主可控:关键工艺和设备国产化率提高,正在减少“卡脖子”风险。
在商业航天加速发展的今天,随着更多3D打印发动机的飞向太空,中国航天也将迎来一个低成本、高频次的发射新时代。
而在3D打印在航空领域同样有应用,2025年1月,中国航发自主研发的160公斤推力级全增材制造涡喷发动机在株洲完成压气机性能考核试验。这款发动机是国内首台全增材制造航空发动机,可广泛应用于高端航模、小型飞机和无人机等飞行器,为其提供动力支持。
注:部分内容来自央视军事