從平流層無(wú)人機(jī)到火星漫游車：遠(yuǎn)鑄智能3D打印設(shè)備賦能太空探索

導(dǎo)讀：中國(guó)制造的3D打印技術(shù)在法國(guó)國(guó)家空間研究中心（CNES）的空間研究項(xiàng)目中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。這不僅展示了中國(guó)增材制造技術(shù)在國(guó)際舞臺(tái)上的競(jìng)爭(zhēng)力，還體現(xiàn)了中國(guó)設(shè)備在推動(dòng)全球航天技術(shù)發(fā)展中的重大影響力，為中國(guó)增材制造技術(shù)在國(guó)際航空領(lǐng)域的應(yīng)用樹(shù)立了典范。

法國(guó)國(guó)家空間研究中心（CNES，法國(guó)航天局）自1961年成立以來(lái)，一直致力于空間研究、設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)空間任務(wù)，并在歐洲及全球范圍內(nèi)推動(dòng)空間技術(shù)的發(fā)展。近年來(lái)，該機(jī)構(gòu)在衛(wèi)星組裝的各個(gè)階段中，廣泛采用3D打印技術(shù)。

該機(jī)構(gòu)的核心部門之一—— “實(shí)現(xiàn)與集成”（RI）部門，專注于衛(wèi)星組裝與測(cè)試，開(kāi)發(fā)多種工具如集成框架、手推車、提升裝置等，確保測(cè)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(zhǎng)，CNES增材制造實(shí)驗(yàn)室快速發(fā)展，持續(xù)引入先進(jìn)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(guò)程中，遠(yuǎn)鑄智能的3D打印機(jī)成為了CNES的重要選擇。FUNMAT PRO 610HT是首臺(tái)被整合到CNES空間研究中的遠(yuǎn)鑄智能3D打印機(jī)，其卓越的性能和穩(wěn)定性得到了CNES的高度認(rèn)可。隨后，為了進(jìn)一步增強(qiáng)生產(chǎn)能力，CNES又引進(jìn)了FUNMAT PRO 410等多臺(tái)設(shè)備。

△FUNMAT PRO 410 打印樣件

解決材料認(rèn)證難題，加速原型試制迭代
回顧過(guò)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(cè)試中的材料認(rèn)證難題，以及工具設(shè)計(jì)制造周期過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致的效率瓶頸。自引入增材制造技術(shù)以來(lái)，CNES成功實(shí)現(xiàn)了快速原型制作與設(shè)計(jì)迭代，將原本冗長(zhǎng)的制造過(guò)程縮短至一天之內(nèi)，極大地簡(jiǎn)化了測(cè)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(yùn)用包括PC、PEEK及PEI在內(nèi)的多種關(guān)鍵材料，這些材料對(duì)于制造衛(wèi)星測(cè)試所需的復(fù)雜工具至關(guān)重要。更令人稱道的是，即便面對(duì)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(yuǎn)鑄智能提供的PEEK配置文件進(jìn)行高效打印。

△CNES工程師正在進(jìn)行切片等參數(shù)設(shè)置

CNES的應(yīng)用開(kāi)發(fā)范圍廣泛，從潔凈室中的非結(jié)構(gòu)用途簡(jiǎn)易工具，到涉及熱循環(huán)、沖擊、振動(dòng)、電離輻射等復(fù)雜測(cè)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(cè)試。這些應(yīng)用不僅展現(xiàn)了3D打印技術(shù)在航天領(lǐng)域的無(wú)限潛力，也彰顯了CNES與遠(yuǎn)鑄智能的合作所取得的豐碩成果。

一項(xiàng)引人矚目的3D打印技術(shù)應(yīng)用案例是MMX火星漫游車項(xiàng)目。該項(xiàng)目是法國(guó)國(guó)家空間研究中心（CNES）、日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）及德國(guó)宇航中心（DLR）三方合作的結(jié)晶。在項(xiàng)目的推進(jìn)過(guò)程中，遠(yuǎn)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(cè)試，這一創(chuàng)新舉措不僅極大提升了設(shè)計(jì)與制造的效率，更為解決復(fù)雜空間探測(cè)任務(wù)中的技術(shù)難題開(kāi)辟了新路徑，展現(xiàn)了3D打印技術(shù)在推動(dòng)航天科技進(jìn)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(yīng)用邊界，將其成功引入平流層無(wú)人機(jī)部件的開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。平流層無(wú)人機(jī)，這一能在極高海拔平流層翱翔的先進(jìn)飛行器，因其獨(dú)特的飛行高度而擁有廣泛的潛在應(yīng)用場(chǎng)景，包括但不限于通信中繼、環(huán)境監(jiān)測(cè)等關(guān)鍵領(lǐng)域。借助3D打印技術(shù)的強(qiáng)大力量，CNES成功克服了平流層極端環(huán)境對(duì)部件的嚴(yán)苛要求，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜部件的精準(zhǔn)制造。

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

△PEI 9085打印的無(wú)人機(jī)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)

在原型測(cè)試的關(guān)鍵階段，CNES的機(jī)械工程師對(duì)最新設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面而細(xì)致的評(píng)估，結(jié)果證實(shí)了其卓越的性能表現(xiàn)。與此同時(shí)，選用的PEI 9085材料也成功通過(guò)了嚴(yán)苛的測(cè)試，特別是在真空環(huán)境下的無(wú)漏氣特性得到了驗(yàn)證，這對(duì)于確保優(yōu)異的光學(xué)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(qiáng)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(shí)，成為了無(wú)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(yuǎn)鑄智能 3D打印機(jī)的引入，不僅提高了CNES在衛(wèi)星等航天器組裝過(guò)程中的效率和靈活性，還促進(jìn)了該機(jī)構(gòu)在空間技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新與發(fā)展。

CNES的機(jī)械集成經(jīng)理Theodore Froissart對(duì)遠(yuǎn)鑄智能3D打印機(jī)給予了高度評(píng)價(jià)，特別是其卓越的易用性和打印質(zhì)量，他說(shuō)道：“遠(yuǎn)鑄智能3D 打印機(jī)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)。現(xiàn)在，我們只需要點(diǎn)擊打印就可以輕松地使用遠(yuǎn)鑄智能的全系列材料�！倍鳦ADvision作為遠(yuǎn)鑄智能的合作伙伴，其快速響應(yīng)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(jìn)一步推動(dòng)了工作效率的提升。

△CNES工程師討論FUNMAT PRO 610HT 打印樣件

在未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與應(yīng)用的持續(xù)深化，3D打印在航天器設(shè)計(jì)與航天工業(yè)中的核心地位將愈發(fā)凸顯。法國(guó)國(guó)家空間研究中心正積極籌劃并推進(jìn)一系列戰(zhàn)略舉措，旨在顯著增強(qiáng)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(yīng)用。

作為CNES在3D打印技術(shù)領(lǐng)域的重要合作伙伴，遠(yuǎn)鑄智能以其卓越的設(shè)備性能、穩(wěn)定的運(yùn)行表現(xiàn)以及持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，為CNES提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持與解決方案。雙方不僅共同見(jiàn)證了FUNMAT PRO系列3D打印機(jī)在航天項(xiàng)目中的成功應(yīng)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(wù)等方面展開(kāi)了深入合作，不斷突破技術(shù)瓶頸，拓寬應(yīng)用邊界。