航天軍工是3D打印技術(shù)最大的應用市場之一,工業(yè)級3D打印領航企業(yè)華曙高科掌握金屬3D打印核心技術(shù),能使航空航天零部件擁有輕量化減重結(jié)構(gòu)、復雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)、整體化功能集成、快速研制與快速制造、組合制造等獨特優(yōu)勢,大力推動了3D打印技術(shù)在軍工、航空航天業(yè)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
2016年5月,華曙高科與北京理工大學航天學院合作,將金屬3D打印技術(shù)成功應用于某型號火箭離子推進器篩網(wǎng),使加工周期從20小時縮短至2小時,降低了制造成本,減少了材料浪費,整個系統(tǒng)更加環(huán)保。
那么,什么是離子推進器?
離子推進器又稱離子發(fā)動機,采用鈦合金、鉬合金制成。其原理是通過太陽能轉(zhuǎn)化為電能,先將氣體電離,然后用電場力將帶電的離子加速后噴出,以獲得反作用力,通常用于衛(wèi)星和太空飛行器姿態(tài)調(diào)整或者軌道維持。離子推進器的主要優(yōu)勢在于能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)化為電能產(chǎn)生動力,推力不大,但是能量利用率相比化學燃料提高10倍以上,并且避免了化學燃料的運輸和使用,降低航天器的裝載載荷。
每個離子推進器都有兩個篩網(wǎng),其主要作用是加速帶電粒子,使推進器獲得動能。但傳統(tǒng)離子推進器的網(wǎng)孔通過光催化腐蝕法加工,存在工藝流程復雜,材料利用率低、環(huán)境污染大等問題。
北京理工大學航天學院采用華曙高科金屬3D打印解決方案,使用FS271M設備成功打印鈦合金離子推進器篩網(wǎng),將加工時間從傳統(tǒng)腐蝕法的20小時縮短至2小時,其結(jié)構(gòu)設計可控性強,材料利用率高,也更加環(huán)保。
通過觀察3D打印Ti64篩網(wǎng)局部微觀結(jié)構(gòu)可發(fā)現(xiàn),無論是篩網(wǎng)邊緣還是網(wǎng)孔連接處,組織都非常致密、均勻。
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