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讓衛(wèi)星“瘦身”，為火箭助燃！3D打印在航空航天領(lǐng)域大展拳腳
2022年12月16日 10:48:55來源：智慧城市網(wǎng)整理點(diǎn)擊量：52935
導(dǎo)讀近年來，3D打印創(chuàng)新應(yīng)用成果不斷顯現(xiàn)，在火箭、衛(wèi)星、探月、探火等領(lǐng)域大展拳腳，不僅讓衛(wèi)星“瘦身”，為火箭助燃，還為“神十四”保駕護(hù)航……
　　【智慧城市網(wǎng) 時(shí)事聚焦】作為第三次工業(yè)革命制造領(lǐng)域的代表技術(shù)，3D打印的發(fā)展時(shí)刻受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。3D打印具有輕量化、低成本、快速研制等特點(diǎn)，正好與航空航天產(chǎn)品的需求“不謀而合”。由于二者契合度頗高，因而航空航天被認(rèn)為是全球3D打印增長(zhǎng)最快的應(yīng)用領(lǐng)域之一。據(jù)MARKETS&MARKETS預(yù)測(cè)，2022年航空航天3D打印市場(chǎng)的全球規(guī)模將達(dá)211億元，擁有廣闊的應(yīng)用前景。
 
　　近年來，隨著增材制造技術(shù)研究的穩(wěn)步推進(jìn)，3D打印創(chuàng)新應(yīng)用成果不斷顯現(xiàn)，在火箭、衛(wèi)星、探月、探火等領(lǐng)域大展拳腳，不僅讓衛(wèi)星“瘦身”，為火箭助燃，還為“神十四”保駕護(hù)航……在“斤斤計(jì)較，克克黃金”的航天領(lǐng)域展現(xiàn)了顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
 
　　“量身定制”座椅，為“神十四”保駕護(hù)航
 
　　12月4日，神舟十四號(hào)載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)成功著陸。在此次任務(wù)中，保障航天員出艙的專用移送坐椅由來自重慶市兩江新區(qū)的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)“量身定制”。相比以往幾代座椅的設(shè)計(jì)，此次設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)利用先進(jìn)的3D打印技術(shù)和碳纖工藝等，為專用出艙座椅解決諸多的技術(shù)與工藝難題，滿足了嚴(yán)苛的航天任務(wù)需求，圓滿完成此次航天保障任務(wù)。
 
　　據(jù)悉，“神十四”專用座椅“升級(jí)版”，滿足了航天員從坐立到平躺的舒適支撐，提供了從乘坐到抬送多狀態(tài)轉(zhuǎn)換的便捷操控，完成了從輕量化到安全性的平衡和驗(yàn)證。
 
　　實(shí)現(xiàn)輕量化，讓衛(wèi)星“瘦身”30%以上
 
　　日前，第二屆增材制造(3D打印)研究前沿國(guó)際會(huì)議在南京召開，會(huì)上展示了眾多3D打印領(lǐng)域的新技術(shù)和新成果。其中，3D打印微納衛(wèi)星格外吸睛，雖然外表看上去就是一個(gè)四四方方的盒子，并無特別之處，但內(nèi)里卻“大有乾坤”。
 
　　對(duì)于航空航天裝備而言，減輕重量是不變的主題，3D打印技術(shù)的應(yīng)用，讓衛(wèi)星“瘦身”的同時(shí)，也豐富了它的“內(nèi)涵”。雖然這顆衛(wèi)星模型的體積僅10立方厘米，內(nèi)部卻容納了多個(gè)不同功能的元器件。一體化3D打印技術(shù)的拓?fù)湓O(shè)計(jì)、晶格設(shè)計(jì)等輕量化設(shè)計(jì)技術(shù)，可以在衛(wèi)星內(nèi)部結(jié)構(gòu)上重新布局，從而可以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星輕量化。
 
　　用3D打印出一體化研制的微納衛(wèi)星，體積可減少30%以上，功能密度提升30%以上。這樣一來，不僅可以降低成本，為批量化生產(chǎn)衛(wèi)星提供基礎(chǔ)，還可以搭載更多的衛(wèi)星載荷，進(jìn)行更多的空間試驗(yàn)。據(jù)悉，目前3D打印技術(shù)在微納衛(wèi)星研究方面越發(fā)成熟，僅南京理工大學(xué)就發(fā)射了十幾顆。
 
　　固體推進(jìn)劑，為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料
 
　　近日，隨著X-Bow的Bolt火箭成功發(fā)射，空間技術(shù)專家X-Bow Systems成功完成3D打印的固體推進(jìn)劑技術(shù)測(cè)試。X-Bow公司稱該推進(jìn)劑采用了分離的創(chuàng)新模塊化架構(gòu)，從根本上改變了現(xiàn)有固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的制造和集成工藝，大幅降低了助推器和導(dǎo)彈的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)價(jià)格。
 
　　由于固體火箭推進(jìn)劑不易降解，可以長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存。由固體推進(jìn)劑驅(qū)動(dòng)的火箭，往往被用作提高有效載荷能力的助推器，或用于將更輕的有效載荷發(fā)射到低地球軌道(LEO)。該公司還表示，這種推進(jìn)劑與發(fā)動(dòng)機(jī)和飛行器是不同的，因?yàn)椴捎?D打印技術(shù)，允許它們快速迭代，并根據(jù)任務(wù)特定的參數(shù)進(jìn)行定制，能以一種傳統(tǒng)制造無法實(shí)現(xiàn)的方式“獨(dú)特地優(yōu)化”。
 
　　結(jié)語：未來，隨著科技水平的提高，相信3D打印技術(shù)在航空航天領(lǐng)域?qū)⒂懈蟮淖鳛椤：娇蘸教煨袠I(yè)也將借助3D打印飛得更高、更遠(yuǎn)。
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