從平流層無人機到火星漫游車：遠鑄智能3D打印設(shè)備賦能太空探索

導讀：中國制造的3D打印技術(shù)在法國國家空間研究中心（CNES）的空間研究項目中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。這不僅展示了中國增材制造技術(shù)在國際舞臺上的競爭力，還體現(xiàn)了中國設(shè)備在推動全球航天技術(shù)發(fā)展中的重大影響力，為中國增材制造技術(shù)在國際航空領(lǐng)域的應用樹立了典范。

法國國家空間研究中心（CNES，法國航天局）自1961年成立以來，一直致力于空間研究、設(shè)計、運營空間任務，并在歐洲及全球范圍內(nèi)推動空間技術(shù)的發(fā)展。近年來，該機構(gòu)在衛(wèi)星組裝的各個階段中，廣泛采用3D打印技術(shù)。

該機構(gòu)的核心部門之一—— “實現(xiàn)與集成”（RI）部門，專注于衛(wèi)星組裝與測試，開發(fā)多種工具如集成框架、手推車、提升裝置等，確保測試和組裝順暢。為高效生產(chǎn)這些工具，CNES廣泛采用熔融成型（FFF）3D打印技術(shù)，并選擇前沿聚合物材料。自2014年起，隨著需求增長，CNES增材制造實驗室快速發(fā)展，持續(xù)引入先進設(shè)備與技術(shù)，滿足日益增多的部件生產(chǎn)需求。

△FUNMAT PRO 610HT 打印樣件

在這一發(fā)展過程中，遠鑄智能的3D打印機成為了CNES的重要選擇。FUNMAT PRO 610HT是首臺被整合到CNES空間研究中的遠鑄智能3D打印機，其卓越的性能和穩(wěn)定性得到了CNES的高度認可。隨后，為了進一步增強生產(chǎn)能力，CNES又引進了FUNMAT PRO 410等多臺設(shè)備。

△FUNMAT PRO 410 打印樣件

解決材料認證難題，加速原型試制迭代
回顧過去，CNES在傳統(tǒng)制造方法上遭遇了不少挑戰(zhàn)，尤其是在潔凈室與衛(wèi)星測試中的材料認證難題，以及工具設(shè)計制造周期過長導致的效率瓶頸。自引入增材制造技術(shù)以來，CNES成功實現(xiàn)了快速原型制作與設(shè)計迭代，將原本冗長的制造過程縮短至一天之內(nèi)，極大地簡化了測試和衛(wèi)星組裝的流程。

FUNMAT PRO 610HT的出色性能讓CNES能夠靈活運用包括PC、PEEK及PEI在內(nèi)的多種關(guān)鍵材料，這些材料對于制造衛(wèi)星測試所需的復雜工具至關(guān)重要。更令人稱道的是，即便面對如歐空局專有的PEEK-ESD等特殊材料，也僅需微調(diào)少數(shù)參數(shù)即可利用遠鑄智能提供的PEEK配置文件進行高效打印。

△CNES工程師正在進行切片等參數(shù)設(shè)置

CNES的應用開發(fā)范圍廣泛，從潔凈室中的非結(jié)構(gòu)用途簡易工具，到涉及熱循環(huán)、沖擊、振動、電離輻射等復雜測試周期中的大型結(jié)構(gòu)工具，均用于確保衛(wèi)星在發(fā)射前的全面合格性測試。這些應用不僅展現(xiàn)了3D打印技術(shù)在航天領(lǐng)域的無限潛力，也彰顯了CNES與遠鑄智能的合作所取得的豐碩成果。

一項引人矚目的3D打印技術(shù)應用案例是MMX火星漫游車項目。該項目是法國國家空間研究中心（CNES）、日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)（JAXA）及德國宇航中心（DLR）三方合作的結(jié)晶。在項目的推進過程中，遠鑄智能3D打印技術(shù)被用于漫游車部件的創(chuàng)建、組裝及測試，這一創(chuàng)新舉措不僅極大提升了設(shè)計與制造的效率，更為解決復雜空間探測任務中的技術(shù)難題開辟了新路徑，展現(xiàn)了3D打印技術(shù)在推動航天科技進步方面的巨大潛力。

△MMX火星漫游車

突破極端環(huán)境的性能要求，助力平流層飛行器的研發(fā)

此外，CNES還積極拓展3D打印技術(shù)的應用邊界，將其成功引入平流層無人機部件的開發(fā)領(lǐng)域。平流層無人機，這一能在極高海拔平流層翱翔的先進飛行器，因其獨特的飛行高度而擁有廣泛的潛在應用場景，包括但不限于通信中繼、環(huán)境監(jiān)測等關(guān)鍵領(lǐng)域。借助3D打印技術(shù)的強大力量，CNES成功克服了平流層極端環(huán)境對部件的嚴苛要求，實現(xiàn)了復雜部件的精準制造。

尤為值得一提的是，平流層無人機結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵部件，在FUNMAT PRO 610HT 3D打印機的助力下，采用PEI 9085這一高性能材料，實現(xiàn)了單次打印成型。這款打印機的超大成型體積（610 × 508 × 508毫米）與高溫熱系統(tǒng)提供的恒定300°C腔室溫度相結(jié)合，為部件的精準打印提供了完美的打印條件，確保了打印部件的精準度和質(zhì)量，滿足了平流層無人機在真空室和復雜測試環(huán)境中對部件性能的極致要求。

△PEI 9085打印的無人機關(guān)鍵結(jié)構(gòu)

在原型測試的關(guān)鍵階段，CNES的機械工程師對最新設(shè)計進行了全面而細致的評估，結(jié)果證實了其卓越的性能表現(xiàn)。與此同時，選用的PEI 9085材料也成功通過了嚴苛的測試，特別是在真空環(huán)境下的無漏氣特性得到了驗證，這對于確保優(yōu)異的光學性能至關(guān)重要。PEI 9085不僅在控制漏氣方面表現(xiàn)出色，其出色的強度重量比和卓越的耐熱性能，更是使其在航空航天領(lǐng)域，尤其是制造需承受太空極端條件的部件時，成為了無可替代的理想材料。

易用性與卓越打印質(zhì)量，成就客戶滿意
遠鑄智能 3D打印機的引入，不僅提高了CNES在衛(wèi)星等航天器組裝過程中的效率和靈活性，還促進了該機構(gòu)在空間技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新與發(fā)展。

CNES的機械集成經(jīng)理Theodore Froissart對遠鑄智能3D打印機給予了高度評價，特別是其卓越的易用性和打印質(zhì)量，他說道：“遠鑄智能3D 打印機的出色易用性和高打印質(zhì)量極大地提高了我們的工作效率，完美地解決了我們面臨的挑戰(zhàn)�，F(xiàn)在，我們只需要點擊打印就可以輕松地使用遠鑄智能的全系列材料�！倍鳦ADvision作為遠鑄智能的合作伙伴，其快速響應和高質(zhì)量的本地支持更是確保了CNES的工程師能夠快速掌握3D打印技術(shù)，進一步推動了工作效率的提升。

△CNES工程師討論FUNMAT PRO 610HT 打印樣件

在未來，隨著技術(shù)的不斷進步與應用的持續(xù)深化，3D打印在航天器設(shè)計與航天工業(yè)中的核心地位將愈發(fā)凸顯。法國國家空間研究中心正積極籌劃并推進一系列戰(zhàn)略舉措，旨在顯著增強其增材制造能力，并不斷探索與優(yōu)化3D打印技術(shù)在航天工業(yè)中的創(chuàng)新應用。

作為CNES在3D打印技術(shù)領(lǐng)域的重要合作伙伴，遠鑄智能以其卓越的設(shè)備性能、穩(wěn)定的運行表現(xiàn)以及持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，為CNES提供了強有力的技術(shù)支持與解決方案。雙方不僅共同見證了FUNMAT PRO系列3D打印機在航天項目中的成功應用，更在終端部件的制造、材料研發(fā)、工藝優(yōu)化及定制化服務等方面展開了深入合作，不斷突破技術(shù)瓶頸，拓寬應用邊界。