【3D打印高端演讲】王联凤：3D打印技术在航天产品中的应用

【3D打印高端演讲】王联凤：3D打印技术在航天产品中的应用

【导读】 6月下旬，世界3d打印大会在青岛举行。南极熊3D打印网也到了现场进行了大量的报道，详情请看南极熊报道 http://www.dddyin.com/forum-103-1.html 。南极熊作为一个3d打印的专业媒体平台，一直致力于推动中国3D打印行业的发展。希望下面的一些内容对大家有所启发。

王联凤：各位领导、各位嘉宾，我是来自上海航天的王联凤。刚才巩总和杨老师在航空以及医学这一块进行了详细的解读，我们代表一些航天系统有一些特殊的应用。

我是来自上海航天设备制造总厂，企业隶属于中国航天科技集团，企业有神州飞船以及运载火箭，有丰富的研发和技术体系。

企业是中国3D打印产业联盟副理事长单位，企业成立的增材制造中心于2014年3月合作研发出国内首台多激光头和多激光束的选择性熔化设备。企业中心将航天系统打造成3D打印技术的产业应用和示范基地。

我们的研发团队主要有航天首席工艺专家、工艺研发人员等。

现在建设规划，有像SLS、EBM、LCD等，后续也希望国内以及国外的相关行业领军企业和我们展开更深层次的交流和合作。

我们承担的业务范围主要是课题的申报以及工艺研究、产品加工、技术开发、人员培训等。

我们在增材制造技术上，主要是SLS技术等进行了相关的基础研究，包括像成形原理的研究。

这就是我们研发的国内首台多激光束的选区熔化成形设备。

我们对FDM的控制系统和软件系统进行了开发和研制。

另外我们在工艺研究方面，包括对激光功率、铺粉厚度、扫描方式上等很多的扫描方式，这个对我们做成形工艺奠定了很好的基础。

这是我们相关的工艺研究的图片。

下面和大家分享的是我们一些相关的研究。这是一个型号发动机的零件，它要求比较高，要求耐高温，要求有一个抗冲击的性能，它整体尺寸比较小，而且内部有一些流道。另外一些孔径的加工精度不太好加工。主要的一个材料是高温合金，废品率很高，我们利用了增材制造技术进行了相关的零件研究。

这是发动机的叶轮预研项目，主要是要求耐高温、内部无缺陷。它要求气动性能优良，当时想了两个解决方案，做气动实验的时候，这个钛合金材料目前比较昂贵，我们选择了不锈钢的材料。

这是一个豫东及的齿轮硬件，按照常规的预研我们需要开模，开模的费用就比较高。当时有个单位给我们报价是80万左右，后来我们采用了3D打印技术节省了大量的开模费用。这个过程是一个上下不对称的结构，我们中间画了一个支撑方案，保证了它的打印质量。

这是我们能源零件的一个项目，我们采用优化支撑的方案进行一个3D打印技术的应用。

下面和大家分享一下3D打印在航天应用中的发展趋势。按照常规的来讲，如果发射更大的卫星，更高重量的比如说航天类的，就要加大整个火箭的运载能力，火箭要做到很大。像常规的一些火箭，有些可能比如说满足不了运载能力的需求就要加上相应的助推器，这就加大了整个火箭制造的成本。因此现在像国际上提出了一个概念，我们可以将粉从火箭上带上去，这样的话相当于太空制造的概念，节省了大量的成本，发射的运载能力就会大大提高。

这个计划主要有三个概念，第一个是太阳电池阵的支撑结构，也减少了地面重力的影响。像太阳电池阵在加工的过程当中，一个困难比较大，另外相当于中间还会有重力的影响出现一些问题。如果后续能在这个太空制造方面，就会降低加工的难度，这是国际空间站的一个模型。

第二是大型孔径的组装，第一个图，这就是一个蜘蛛人，这是一个机器人，我们做了许多标准的管状，通过标准的统一进行加工组装，降低了加工的难度。第三个是利用相关的机械臂，用于立方体卫星的万向节，利用这个万向节装配达到计划。它最终的目的是就地资源的利用进行太空制造，这个蓝色的星球就是地球，像登月计划，大家现在想用3D打印来造房子，我们希望能在月球上建立一个永久的生活基地以及像工作研发的基地。

另外比如说像火星这一块，为后续的太空发展奠定了基础。

第二块是利用像激光熔覆成形技术，中间在实际使用的过程中以及训练实战的过程中，它某个理念需要修复，如果再回到厂家修复来不及，我们利用这个技术的概念，在战斗中就发挥了巨大的作用。

我们中心与相关的企业进行了很多的合作，我们期待与更多的同行进行合作交流。

我们来自上海，昨天讨论的时候，上海比北京、西安、武汉、南京成形的气侯比较晚，但是这两年发展比较迅速。同时上海作为汽车电子行业以及工业的重要生产基地，同时又面向长三角，在3D打印产业发展前景比较广阔，但是呈现出了两头小、中间大的趋势。两头小就是学院系和应用系比较小，供应商系比较大。在材料和研发工艺方面缺少一个大型的3D打印应用中心，在应用方面呈现出一个小而散、未成形的优势，所以我们希望能够整合资源加强合作。

航天产业是一个科研密集型产业，拥有培养3D打印产业的良好土壤。随着3D打印技术在航天产品中的不断应用，将会有更大的突破。