實現(xiàn)了500余種復(fù)雜精密構(gòu)件3D打印成型，3D打印技術(shù)賦能航天液體動力研制！

來源：中國航天科技集團(tuán)六院

在推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型，構(gòu)建“高質(zhì)量、高效率、高效益”全面發(fā)展模式的實踐中，航天科技集團(tuán)六院不斷探索運(yùn)用增材制造技術(shù)應(yīng)用于液體動力產(chǎn)品研制的途徑，取得可喜成效，實現(xiàn)了液體火箭發(fā)動機(jī)增材制造產(chǎn)品在多款長征系列火箭的飛行應(yīng)用。

在前不久由陜西省委辦公廳主編的《陜西工作交流》中，陜西省科技廳為六院點贊：航天科技集團(tuán)六院增材制造創(chuàng)新中心，突破航天液體動力領(lǐng)域3D打印全流程技術(shù)，實現(xiàn)了500余種復(fù)雜精密構(gòu)件3D打印成型。

在“中國制造2025”規(guī)劃背景下，3D打印成為推動智能制造的主線，航天是增材制造重要應(yīng)用領(lǐng)域之一。多品種、小批量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等是航天獨(dú)有的產(chǎn)品特點，輕量化、低成本、快速研制的迫切需求與3D打印成型自由度高且快等特點高度契合。

六院西安航天發(fā)動機(jī)有限公司（以下簡稱西發(fā)公司）自2017年3月被國防科工局批準(zhǔn)掛牌成立航天特種構(gòu)件增材制造技術(shù)創(chuàng)新中心以來，順勢而為，搶抓先機(jī)，短短5年時間，大力發(fā)展增材制造技術(shù)和應(yīng)用，快速實現(xiàn)從試驗研制往專業(yè)化批量生產(chǎn)的華麗轉(zhuǎn)身，把航天3D打印作為打造航天液體動力原創(chuàng)技術(shù)策源地和智能制造領(lǐng)域高峰的重要突破口，實現(xiàn)了增材制造技術(shù)在軍工裝備制造領(lǐng)域推廣應(yīng)用的示范引領(lǐng)。

瞄準(zhǔn)前沿 快速起步
早在2014年，西發(fā)公司敏銳地意識到增材制造技術(shù)在液體火箭發(fā)動機(jī)研制中的重要作用，積極跟蹤國際先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢，與優(yōu)勢科研院校合作，通過聯(lián)合申報國家重大項目、組建創(chuàng)新聯(lián)合實驗室等方式，開展了以激光選區(qū)熔化成形技術(shù)（SLM）為主的金屬增材制造技術(shù)應(yīng)用研究。

西發(fā)公司率先以生產(chǎn)合格率較低的某型發(fā)動機(jī)兩器出口管和18噸液氧煤油發(fā)動機(jī)離心輪為對象開展研究，相繼攻克了航天專用材料激光選區(qū)基礎(chǔ)成形（SLM）工藝、產(chǎn)品整體3D打印、材料性能調(diào)控等一系列關(guān)鍵技術(shù)，成功制備了兩器出口管和離心輪產(chǎn)品，在國內(nèi)實現(xiàn)3D打印高速轉(zhuǎn)動件工程示范應(yīng)用，并參與長征五號運(yùn)載火箭首飛任務(wù)，實現(xiàn)國內(nèi)液體火箭發(fā)動機(jī)增材制造產(chǎn)品首次飛行應(yīng)用。

全面推進(jìn) 業(yè)內(nèi)領(lǐng)先
自成立以來，西發(fā)公司增材制造中心圍繞型號研制需求，以航天復(fù)雜精密構(gòu)件激光選區(qū)熔化成形技術(shù)、航天大型金屬結(jié)構(gòu)件激光熔化沉積成形技術(shù)、增材制造后處理技術(shù)和增材制造構(gòu)件質(zhì)量評價技術(shù)為研究發(fā)展方向，積極申請各級研究課題，先后承擔(dān)了國家級增材制造重大項目30余項，掌握鈦合金、高溫合金、不銹鋼、鋁合金、銅合金等5類23種牌號成形及后處理調(diào)控工藝，覆蓋70%以上液體動力常用材料，攻克了增材制造輕量化設(shè)計、微細(xì)結(jié)構(gòu)激光選區(qū)熔化成形等30余項關(guān)鍵技術(shù)。

建立了從設(shè)計、材料、成形、后處理，到檢測評價的全流程技術(shù)體系和激光選區(qū)熔化技術(shù)“由小到大、規(guī)格齊全”能力體系，完成了液體火箭發(fā)動機(jī)中推力室燃燒組件、渦輪泵高速轉(zhuǎn)動件、閥門/渦輪泵復(fù)雜殼體等主要組件中10余種結(jié)構(gòu)、500余項種復(fù)雜精密特種構(gòu)件的增材制造工程應(yīng)用，實現(xiàn)以某載人登月主動力發(fā)動機(jī)為代表整體制造，推力室、渦輪泵兩大核心組件零件重量和數(shù)量占比70%，開創(chuàng)航天液體動力整體集成的先例，工程化應(yīng)用達(dá)到國際先進(jìn)水平，同時形成一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)成果，申報知識產(chǎn)權(quán)63項，獲得授權(quán)24項。

加速轉(zhuǎn)型 集聚增量
在航天液體動力科研生產(chǎn)進(jìn)入“多型號并舉研制、多品種組批生產(chǎn)”的關(guān)鍵階段，六院和西發(fā)公司領(lǐng)導(dǎo)充分認(rèn)識到，增材制造技術(shù)可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜液體動力產(chǎn)品高效高質(zhì)量制造，增材制造產(chǎn)業(yè)化是解決航天型號工業(yè)化生產(chǎn)薄弱環(huán)節(jié)、將復(fù)雜異型構(gòu)件打造為成熟貨架產(chǎn)品的重要手段，是實現(xiàn)六院液體動力戰(zhàn)略規(guī)劃的重要抓手。

2021年初，中心圍繞液體動力領(lǐng)域及航天裝備發(fā)展需求，啟動增材制造產(chǎn)業(yè)化規(guī)劃論證工作。計劃引入技術(shù)先進(jìn)、種類齊全的增材制造生產(chǎn)設(shè)備百余臺，將西發(fā)增材中心打造成為國內(nèi)一流、國際知名智慧型航天液體動力增材制造產(chǎn)業(yè)化中心。

2021年9月，西發(fā)公司啟動了產(chǎn)業(yè)化廠房建設(shè)與改造工作，2022年3月啟動一期項目建設(shè)，公司全體上下一心，克服疫情帶來的不利影響，快速推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化實施。

目前，6200㎡廠房已改造完畢投入使用，一期40臺設(shè)備除1臺非標(biāo)設(shè)備正在按節(jié)點實施外其余39臺設(shè)備全部到位，35臺已投入使用，增材制造初步形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，有力保障了航天六院先進(jìn)動力型號的快速研制。

在產(chǎn)業(yè)化一期項目建設(shè)的同時，公司同步啟動了產(chǎn)業(yè)化二期及三期項目論證工作，目前已完成二期及三期項目招標(biāo)工作，8月底完成合同簽訂，11月底設(shè)備可全部陸續(xù)到位并于12月底安裝調(diào)試完畢，完成增材制造產(chǎn)業(yè)化全部建設(shè)，形成先進(jìn)的“一主線四區(qū)域、雙循環(huán)三平臺”生產(chǎn)格局。全面提升西發(fā)公司增材制造能力，全力支撐液體動力產(chǎn)品關(guān)鍵零組件的生產(chǎn)和以“八年九機(jī)”液體主動力研制目標(biāo)，為推動液體動力“三高”全面發(fā)展、實現(xiàn) “一定要趕上和超過世界先進(jìn)水平”提供更大的增材制造力量。