2022年度，金屬3D打印上市企業(yè)鉑力特獲得9.18億元營收，同比增長66.32%，公司財報顯示這是因為公司繼續(xù)深耕航空航天領(lǐng)域，持續(xù)開發(fā)新的設(shè)備型號，且不斷開拓新的市場和應(yīng)用領(lǐng)域所致。財報同時顯示，航空航天領(lǐng)域貢獻(xiàn)了6.37億元，占總營收的69.46%。這一收入也使其成為當(dāng)前國內(nèi)航空航天增材制造金屬零部件產(chǎn)品市場的龍頭。

航空航天零部件的生產(chǎn)周期長、成本高，制造難度大，而鉑力特為我國航天領(lǐng)域的用戶提供了高質(zhì)量的制造服務(wù)，使金屬3D打印技術(shù)在航空航天領(lǐng)域獲得了高附加值應(yīng)用，從零件級、部件級到整機(jī)級逐步加深應(yīng)用程度。在中國航天日，本期內(nèi)容，3D打印技術(shù)參考主要介紹其在過去一年實現(xiàn)的重要應(yīng)用案例，用戶單位涉及航天科技、航天科工、商業(yè)航天以及高校。

01.?助力凌空天行“TXI”系列火箭發(fā)射

2022年5月，凌空天行“TXI”系列火箭完成了第9次發(fā)射，火箭將某載荷精準(zhǔn)投送到了任務(wù)窗口，任務(wù)獲得圓滿成功。

鉑力特為此次任務(wù)打印了火箭電控艙圓柱段殼體、電氣艙錐段殼體、尾段殼體三個零件。零件均為回轉(zhuǎn)體，分布較多凸臺、筋條、窗口，且零件成形尺寸大，質(zhì)量要求高。由于航天零件服役要求嚴(yán)苛，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，客戶要求零件一體打印，除裝配位置外不進(jìn)行機(jī)加加工。綜合考慮后，鉑力特選用BLT-S800對零件進(jìn)行制作。

凌空天行“TXI”系列火箭

BLT-S800是鉑力特在2021年發(fā)布的明星設(shè)備，針對航空航天領(lǐng)域零件大尺寸特點(diǎn)，打印尺寸為800mm×800mm×600mm（W×D×H），可使復(fù)雜特征零部件一體成形。該設(shè)備擁有十激光選配方案，成形速度可達(dá)250cm3/h，零件更快成形。經(jīng)驗收，零件整體變形控制較好，尺寸及力學(xué)性能穩(wěn)定且符合客戶要求。BLT-S800大尺寸成形設(shè)備生產(chǎn)的零件的精度、質(zhì)量能達(dá)到工程應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。

02.?助力西工大“飛天一號”火箭成功發(fā)射

2022年7月，由西工大航天學(xué)院空天組合動力創(chuàng)新團(tuán)隊牽頭研制的“飛天一號”火箭沖壓組合動力在某基地成功發(fā)射，在國際范圍內(nèi)首次驗證了煤油燃料火箭沖壓組合循環(huán)發(fā)動機(jī)火箭/亞燃、亞燃、超燃、火箭/超燃的多模態(tài)平穩(wěn)過渡和寬域綜合能力。

鉑力特參與制造了該組合發(fā)動機(jī)某些關(guān)鍵零件。這些零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成形尺寸大，鉑力特使用BLT-S515和BLT-S600進(jìn)行打印，在保證零件質(zhì)量的同時實現(xiàn)了零件快速制造并縮短了交付周期。

西工大“飛天一號”火箭

BLT-S515經(jīng)多批次迭代和大批量應(yīng)用驗證，運(yùn)行成熟穩(wěn)定，出品零件經(jīng)得起國際標(biāo)準(zhǔn)的考驗。該設(shè)備成形尺寸為500mm×500mm×1500mm，可滿足大尺寸長軸形零件的制造需求，讓3D打印技術(shù)突破零件高度限制。BLT-S600最大成形尺寸達(dá)600mm×600mm×600mm，滿足多種應(yīng)用場景零件尺寸需求，可解決高端應(yīng)用領(lǐng)域中大尺度異形空間曲面特征、多特征跨尺度結(jié)構(gòu)、鏤空網(wǎng)狀及空間連續(xù)拓?fù)浒j(luò)等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的一體化成形難題。

03.?助力藍(lán)箭航天發(fā)動機(jī)制造

藍(lán)箭航天致力于研制以液氧甲烷作為推進(jìn)劑的中大型運(yùn)載火箭系列產(chǎn)品，為全球市場提供高性價比、高可靠性的發(fā)射服務(wù)。3D打印一直是其在產(chǎn)品研制過程中使用的重要技術(shù)。

在市場調(diào)研階段，藍(lán)箭航天了解到鉑力特在金屬3D打印航空航天零件研制和生產(chǎn)方面技術(shù)成熟、經(jīng)驗豐富，多型號的設(shè)備可滿足各類大尺寸零件生產(chǎn)需求，且設(shè)備經(jīng)過大規(guī)模應(yīng)用考驗，出品零件的質(zhì)量和可靠性受到客戶認(rèn)可。

藍(lán)箭航天研制的液氧甲烷發(fā)動機(jī)

在合作中，藍(lán)箭航天感受到鉑力特在產(chǎn)品交付質(zhì)量、交付周期和最終整體價格方面均有競爭力，這促使了藍(lán)箭航天不斷增加跟鉑力特之間合作的深度和廣度。

在零件制造方面，鉑力特幫助藍(lán)箭航天打印了發(fā)動機(jī)接頭類零件、點(diǎn)火器支座和游機(jī)身部等。這些零件具有異形結(jié)構(gòu)，采用傳統(tǒng)方法制造周期長、模具制造困難、成本高，且生產(chǎn)難度大、難以保證質(zhì)量。鉑力特利用金屬3D打印技術(shù)為用戶節(jié)約了研發(fā)成本、減少了生產(chǎn)周期，制造出了高質(zhì)量的零部件。

04.?助力九州云箭可回收發(fā)動機(jī)制造

2022年7月， 由九州云箭出品的龍云液氧甲烷發(fā)動機(jī)完成了系列可靠性熱試車考核。在該項目中，鉑力特為九州云箭打印了旋轉(zhuǎn)機(jī)械、燃燒裝置以及發(fā)動機(jī)管路等零部件。

旋轉(zhuǎn)機(jī)械、燃燒裝置是液氧甲烷發(fā)動機(jī)的核心部件，其品質(zhì)好壞對發(fā)動機(jī)整機(jī)性能和可靠性至關(guān)重要。其中旋轉(zhuǎn)機(jī)械零件在制造過程中控形難度高、零件局部結(jié)構(gòu)后處理工藝難度較大；燃燒裝置結(jié)構(gòu)則較為復(fù)雜，強(qiáng)度要求高，且零件需要在高溫或低溫條件下工作；發(fā)動機(jī)管路突破了原有的設(shè)計邊界，更加輕量化，旨在提高整機(jī)工作可靠性。

龍云液氧甲烷發(fā)動機(jī)可靠性熱試車

在打印前期，鉑力特產(chǎn)品團(tuán)隊對所需零件的服役條件進(jìn)行了充分分析，選用了抗疲勞、耐腐蝕性良好的高溫合金作為零件的材料，并根據(jù)零件的工藝特征確定了零件的尺寸、力學(xué)性能等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，確保成形零件滿足技術(shù)要求?；趯ι鲜隽慵蛴≈笜?biāo)要求的分析，最終確定使用BLT-S400、BLT-S515、BLT-S600進(jìn)行生產(chǎn)。

05.?助力快舟十一號運(yùn)載火箭成功發(fā)射

2022年12月，快舟十一號固體運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空，成功將行云交通VDES試驗衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。

快舟十一號的研制過程中，研制周期、經(jīng)濟(jì)成本是項目的重要考量因素。同時，火箭本身需要具備很強(qiáng)的運(yùn)載能力，需要對全箭進(jìn)行輕量化設(shè)計。

快舟十一號固體運(yùn)載火箭

在參與項目之初，鉑力特就聚焦以增材制造思維協(xié)助研制團(tuán)隊進(jìn)行輕量化、盡己所能提升研制速度和降低成本，并參與研制了快舟十一號的多個發(fā)動機(jī)組件產(chǎn)品，涉及需要在高溫條件下服役的多流道結(jié)構(gòu)或異形管路的殼體結(jié)構(gòu)。

鉑力特產(chǎn)品團(tuán)隊利用BLT-S310打印了相關(guān)的鈦合金和高溫合金零部件，在保證零件強(qiáng)度的同時實現(xiàn)了零件的輕量化，而且零件性能指標(biāo)更優(yōu)。經(jīng)檢驗，成形零件滿足發(fā)動機(jī)的使用要求，而且鉑力特的一體化成形策略縮短了零件的設(shè)計改型測試時間和制造時間，提高了制造效率，同時避免了零件在服役過程中出現(xiàn)焊接處開裂等問題，有效提高了零件的質(zhì)量和使用壽命。

06.?助力星際榮耀發(fā)動機(jī)半系統(tǒng)聯(lián)合試驗

2023年3月，星際榮耀百噸級液氧甲烷火箭發(fā)動機(jī)“JD-2”順利完成兩次真實介質(zhì)下的半系統(tǒng)聯(lián)合試驗。鉑力特利用多年的金屬3D打印經(jīng)驗，協(xié)助研制團(tuán)隊為“JD-2”液體發(fā)動機(jī)打印了多個管路類和渦輪泵類零件，幫助客戶實現(xiàn)了降本增效。

星際榮耀“JD-2”半系統(tǒng)聯(lián)合試驗

發(fā)動機(jī)管路類零件多為異形薄壁結(jié)構(gòu)，成形過程易變形；渦輪泵類零件尺寸較大，控形難度大，且對流道表面粗糙度要求高。這兩類零件采用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的難度均較大。

鉑力特根據(jù)零件成形難點(diǎn)和服役條件，開發(fā)了定制化的工藝方案，選用BLT-S515、BLT-S600打印了相關(guān)的鈦合金和高溫合金零部件。經(jīng)檢驗，成形零件的質(zhì)量精度、強(qiáng)度、性能指標(biāo)均滿足“JD-2”液體發(fā)動機(jī)的使用需求，同時鉑力特實現(xiàn)了零件的快速制造，幫助客戶加快了技術(shù)迭代和方案驗證，提高了研制效率。

依次為BLT-S400、BLT-S515、BLT-S600、BLT-S800

END

鉑力特自2011年成立以來，圍繞金屬增材制造裝備國產(chǎn)化、粉末材料制備、工藝技術(shù)自主研發(fā)以及增材制造產(chǎn)品工程化應(yīng)用推廣進(jìn)行了不懈努力。針對航空航天領(lǐng)域零部件的制造特點(diǎn)和客戶需求，不斷研發(fā)，滿足產(chǎn)品品質(zhì)與制造效率，在充分發(fā)揮自身技術(shù)優(yōu)勢與制造經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，不斷探索改進(jìn)，精益求進(jìn)。

而在當(dāng)前航天發(fā)射密集及國防應(yīng)用需求增長的背景下，這些領(lǐng)域也表現(xiàn)出對金屬3D打印技術(shù)更多的認(rèn)可。鉑力特2022年在航空航天領(lǐng)域的收入較上年增長了101.71%，這一數(shù)據(jù)足以證明這些領(lǐng)域?qū)υ摷夹g(shù)需求的增長，以及對鉑力特技術(shù)的認(rèn)可。

鉑力特表示，將始終堅持以高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)打造產(chǎn)品與服務(wù)，利用自身的研發(fā)能力與生產(chǎn)經(jīng)驗，不斷探索改進(jìn)，突破技術(shù)難題，提高技術(shù)水平。在未來，將持續(xù)聚焦空天領(lǐng)域工程化應(yīng)用，以高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)打造產(chǎn)品與服務(wù)，用金屬增材制造技術(shù)助力航空航天更深遠(yuǎn)的征程。

注：本文內(nèi)容由3D打印技術(shù)參考整理編輯，已經(jīng)過鉑力特審核，轉(zhuǎn)載請點(diǎn)擊轉(zhuǎn)載須知。