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

【導(dǎo)讀】 6月下旬，世界3d打印大會(huì)在青島舉行。南極熊3D打印網(wǎng)也到了現(xiàn)場進(jìn)行了大量的報(bào)道，詳情請看南極熊報(bào)道 http://www.dddyin.com/forum-103-1.html 。南極熊作為一個(gè)3d打印的專業(yè)媒體平臺(tái)，一直致力于推動(dòng)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(lǐng)導(dǎo)、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(xué)這一塊進(jìn)行了詳細(xì)的解讀，我們代表一些航天系統(tǒng)有一些特殊的應(yīng)用。

我是來自上海航天設(shè)備制造總廠，企業(yè)隸屬于中國航天科技集團(tuán)，企業(yè)有神州飛船以及運(yùn)載火箭，有豐富的研發(fā)和技術(shù)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(tái)多激光頭和多激光束的選擇性熔化設(shè)備。企業(yè)中心將航天系統(tǒng)打造成3D打印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和示范基地。

我們的研發(fā)團(tuán)隊(duì)主要有航天首席工藝專家、工藝研發(fā)人員等。

現(xiàn)在建設(shè)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(guān)行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)和我們展開更深層次的交流和合作。

我們承擔(dān)的業(yè)務(wù)范圍主要是課題的申報(bào)以及工藝研究、產(chǎn)品加工、技術(shù)開發(fā)、人員培訓(xùn)等。

我們在增材制造技術(shù)上，主要是SLS技術(shù)等進(jìn)行了相關(guān)的基礎(chǔ)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(tái)多激光束的選區(qū)熔化成形設(shè)備。

我們對FDM的控制系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進(jìn)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(gè)對我們做成形工藝奠定了很好的基礎(chǔ)。

這是我們相關(guān)的工藝研究的圖片。

下面和大家分享的是我們一些相關(guān)的研究。這是一個(gè)型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的零件，它要求比較高，要求耐高溫，要求有一個(gè)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(gè)材料是高溫合金，廢品率很高，我們利用了增材制造技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)的零件研究。

這是發(fā)動(dòng)機(jī)的葉輪預(yù)研項(xiàng)目，主要是要求耐高溫、內(nèi)部無缺陷。它要求氣動(dòng)性能優(yōu)良，當(dāng)時(shí)想了兩個(gè)解決方案，做氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，這個(gè)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(gè)豫東及的齒輪硬件，按照常規(guī)的預(yù)研我們需要開模，開模的費(fèi)用就比較高。當(dāng)時(shí)有個(gè)單位給我們報(bào)價(jià)是80萬左右，后來我們采用了3D打印技術(shù)節(jié)省了大量的開模費(fèi)用。這個(gè)過程是一個(gè)上下不對稱的結(jié)構(gòu)，我們中間畫了一個(gè)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(gè)項(xiàng)目，我們采用優(yōu)化支撐的方案進(jìn)行一個(gè)3D打印技術(shù)的應(yīng)用。

下面和大家分享一下3D打印在航天應(yīng)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(gè)火箭的運(yùn)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(yùn)載能力的需求就要加上相應(yīng)的助推器，這就加大了整個(gè)火箭制造的成本。因此現(xiàn)在像國際上提出了一個(gè)概念，我們可以將粉從火箭上帶上去，這樣的話相當(dāng)于太空制造的概念，節(jié)省了大量的成本，發(fā)射的運(yùn)載能力就會(huì)大大提高。

這個(gè)計(jì)劃主要有三個(gè)概念，第一個(gè)是太陽電池陣的支撐結(jié)構(gòu)，也減少了地面重力的影響。像太陽電池陣在加工的過程當(dāng)中，一個(gè)困難比較大，另外相當(dāng)于中間還會(huì)有重力的影響出現(xiàn)一些問題。如果后續(xù)能在這個(gè)太空制造方面，就會(huì)降低加工的難度，這是國際空間站的一個(gè)模型。

第二是大型孔徑的組裝，第一個(gè)圖，這就是一個(gè)蜘蛛人，這是一個(gè)機(jī)器人，我們做了許多標(biāo)準(zhǔn)的管狀，通過標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一進(jìn)行加工組裝，降低了加工的難度。第三個(gè)是利用相關(guān)的機(jī)械臂，用于立方體衛(wèi)星的萬向節(jié)，利用這個(gè)萬向節(jié)裝配達(dá)到計(jì)劃。它最終的目的是就地資源的利用進(jìn)行太空制造，這個(gè)藍(lán)色的星球就是地球，像登月計(jì)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(gè)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(chǔ)。

第二塊是利用像激光熔覆成形技術(shù)，中間在實(shí)際使用的過程中以及訓(xùn)練實(shí)戰(zhàn)的過程中，它某個(gè)理念需要修復(fù)，如果再回到廠家修復(fù)來不及，我們利用這個(gè)技術(shù)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(guān)的企業(yè)進(jìn)行了很多的合作，我們期待與更多的同行進(jìn)行合作交流。

我們來自上海，昨天討論的時(shí)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(shí)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(shí)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(xué)院系和應(yīng)用系比較小，供應(yīng)商系比較大。在材料和研發(fā)工藝方面缺少一個(gè)大型的3D打印應(yīng)用中心，在應(yīng)用方面呈現(xiàn)出一個(gè)小而散、未成形的優(yōu)勢，所以我們希望能夠整合資源加強(qiáng)合作。

航天產(chǎn)業(yè)是一個(gè)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(shù)在航天產(chǎn)品中的不斷應(yīng)用，將會(huì)有更大的突破。