(来源:上观新闻)
8月19日,中国商业航天迎来里程碑时刻——由民营企业蓝箭航天自主研制的朱雀三号遥二火箭,成为我国首款成功入轨并实现陆地回收的运载火箭。
火箭的可回收利用,意味着单次发射成本预计可降低60%-80%左右。这一历史性时刻,对于正大力布局商业航天赛道的上海朋泰机械科技有限公司(以下简称“朋泰”)而言无疑振奋人心。在朋泰航天航空金属3D打印技术中心,高能激光正将一堆看似普通的金属钢粉,打印成为火箭喷管。
3D打印火箭喷管
3000℃下的技术突围
朋泰扎根于南桥镇杨王工业园区,目前,3D打印的火箭喷管是其商业航天领域的核心产品之一。
火箭喷管模型
火箭喷管是火箭发动机核心部件,工作时燃气温度高达3000℃,远超多数金属熔点。为兼顾耐高温、轻量化和复杂冷却结构,喷管通常采用大尺寸薄壁设计,传统手工焊接工艺周期长、难度大,掌握者极少。“大国工匠高凤林一人就经手了全国约40%长征系列火箭的‘心脏’焊接,可见其技术门槛。”朋泰总工程师潘诗良介绍道。
这正是3D打印技术大显身手之处。不同于传统“减材”或“等材”加工,3D打印采用“增材”思路——通过数字建模,逐层堆积金属粉末,实现传统工艺难以完成的复杂内部流道,同时大幅缩短研发周期、近乎零材料浪费。
以约1.2米高的火箭喷管为例,打印层数近2万层。朋泰航天航空金属3D打印技术中心拥有超大尺寸设备,最大成型尺寸达1258X1258X1350mm,具备“米级”一体化制造能力,可适用高温镍基合金、不锈钢等多种材料。
3D打印的火箭部件
今年以来,随着商业航天领域的3D打印需求已从“可选工艺”质变为“必选工艺”,该中心围绕火箭喷管等航天部件订单满负荷运转,成为企业增长的核心驱动力。
产学研协同
打造上海大尺寸构件增材制造
新材料中试基地
近年来,上海加快商业卫星和火箭产业集群建设,鼓励民营企业融入航天产业链。当前,奉贤正以数智新装备为特色产业攻坚方向之一,加速布局未来产业。年初发布的《奉贤区数智新装备产业发展行动方案》提出,要“要打造深度融合人工智能、增材制造与柔性生产技术的创新载体。”
在此背景下,近期,朋泰与上海应用技术大学材料技术学部携手推进“上海大尺寸构件增材制造新材料中试基地”建设。这也是本轮上海市新材料中试基地申报中,唯一聚焦增材制造新材料方向的中试平台。
据介绍,双方已有十年产教融合基础:上海应用技术大学在材料设计、性能预测、粉末配方优化等方面基础研究深厚;朋泰则具备20年机械制造经验、超大尺寸3D打印设备及完善的后处理能力。
上海应用技术大学材料技术学部实验中心主任王泽民告诉记者,目前,上海从事商业航天增材制造全流程服务的民营企业极少,朋泰是目前唯一具备直径1米以上大尺寸增材制造能力的企业。“高校的基础研究与企业的工程转化能力在此形成闭环。”
未来,该中试基地将致力于降低产业链门槛,推动增材制造技术持续突破,助力上海打造商业航天与增材制造产业高地。
据了解,上海利用3D打印从事航天商业金属打印的企业仅5家左右,朋泰凭借完整产业链和米级大尺寸能力,成为奉贤传统机械制造业拥抱新质生产力、主动融入上海航天产业链的生动缩影。
随着火箭回收时代到来,这条“打印”出的新赛道,正越走越宽。
记者、编辑:何芹、钟子佳
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