商业航天产业快速发展,给零部件制造带来新诉求:型号迭代速度快,零件多属于小批量定制,结构复杂,同时需要兼顾轻量化、耐高温高压等性能。传统锻造 + 机加工路线,开模周期长,材料去除量大,部分构件材料利用率偏低,拖慢型号迭代节奏。金属 3D 打印可以实现拓扑优化、一体化结构成型,减少零件数量,缩短研发试制周期,契合商业航天快速迭代的发展特点。中科煜宸金属 3D 打印,依托送粉 DED 与铺粉 SLM 两套装备矩阵,参与多家商业航天单位零部件试制与迭代,把实验室工艺向工程化落地推进。
火箭发动机相关零部件是金属 3D 打印重点应用对象。推力室、燃烧室、喷射组件,内部包含复杂冷却流道,传统工艺拆分多部件加工焊接,焊接工序多,周期长。铺粉 SLM 金属 3D 打印适合制造带微细内流道的精密构件,一体成型复杂冷却通道,减少装配焊缝,简化零件结构。中科煜宸 SLM 设备针对航天常用钛合金、镍基高温合金,持续优化工艺参数,控制打印件孔隙水平,配合热等静压、固溶时效热处理,保障零件拉伸、疲劳性能满足航天工况要求。
送粉 DED 金属 3D 打印则面向大尺寸构件、异种材料复合构件发挥优势。火箭燃烧室需要内壁导热性能好,外壁承受高温载荷,采用不同合金材料组合。中科煜宸送粉式金属 3D 打印设备多路送粉模块,可以在铜合金基体表面直接沉积高温合金,实现内外层异种金属一体化成型,规避焊接接头带来的风险,缩短零部件制造周期。该工艺已经完成多轮试样迭代,不断优化界面冶金结合质量,评估热循环条件下的服役表现,为后续型号应用积累工程数据。
航天零部件对质量管控体系要求很高,不只是打印出外形,全流程可追溯必不可少。中科煜宸金属 3D 打印整套生产流程中,软件完整记录每批次加工参数,粉末入库使用做好管控,打印完成之后开展尺寸检测、金相检测、无损探伤、力学试样对标。针对航天客户,技术团队配合完成工艺文件输出,梳理从模型处理、打印、热处理、后处理到检测完整流程规范,支撑客户内部质量体系。
在项目实践中也会客观看待工艺边界。金属 3D 打印零部件同样需要经过充分地面试验考核,才可以投入飞行应用。中科煜宸和航天客户协同,根据零部件工况,做工艺迭代优化,针对变形、残余应力、冶金缺陷等风险点持续改进。国产金属 3D 打印装备在商业航天领域的工程化落地,不是单一设备交付,而是硬件、工艺包、质量管控、技术服务整套体系协同,中科煜宸持续打磨金属 3D 打印整套解决方案,助力国内商业航天零部件研发迭代。