全3D打印航天關(guān)鍵承力件通過飛行考核

來源：中國(guó)航天報(bào)

據(jù)了解，5月5日，中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司抓總研制的長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭首飛取得圓滿成功，同期一院211廠研制的全3D打印芯級(jí)捆綁支座順利通過飛行考核驗(yàn)證。捆綁支座是連接火箭芯級(jí)和助推器用于傳導(dǎo)助推器巨大推力的關(guān)鍵產(chǎn)品，飛行時(shí)承載200余噸集中力。這是航天領(lǐng)域迄今為止集中力承載環(huán)境最“惡劣”的3D打印產(chǎn)品，也標(biāo)志著211廠又一增材制造技術(shù)方向?qū)嵙S居國(guó)內(nèi)先進(jìn)行列。

研制過程中，為了大幅度減重，設(shè)計(jì)人員對(duì)捆綁支座這一關(guān)鍵主承力構(gòu)件進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化，最終選用了以最優(yōu)傳力路徑設(shè)計(jì)的鈦合金構(gòu)件，可有效減重200千克。
然而，用傳統(tǒng)方法制造的鈦合金關(guān)鍵承力件，其可加工性、組織性能一致性、制造周期等不能滿足型號(hào)需求。為此，型號(hào)隊(duì)伍首次采用3D打印技術(shù)研制這一主承力件。面對(duì)大尺寸、高精度、高性能要求的零件，211廠增材制造中心從確保產(chǎn)品整體質(zhì)量可靠性出發(fā)，放棄慣常采用的復(fù)合3D打印方案，選擇了技術(shù)難度更高的全3D打印。同時(shí)，為進(jìn)一步提高產(chǎn)品性能，該中心選擇了工藝控制難度更大的極遠(yuǎn)離平衡態(tài)成形方法。

經(jīng)過近4個(gè)月的工藝摸索，增材制造中心解決了大尺寸零件成形易開裂等難題，于2018年3月成功研制出首件全3D打印芯級(jí)捆綁支座產(chǎn)品。隨后，該中心加速推進(jìn)工程化應(yīng)用進(jìn)程，全面掌握全流程制造關(guān)鍵技術(shù)，產(chǎn)品先后通過300噸級(jí)、400噸級(jí)的全面地面考核，充分驗(yàn)證了產(chǎn)品的可靠性，具備批生產(chǎn)條件。2019年3月，正式產(chǎn)品交付。

產(chǎn)品性能檢測(cè)結(jié)果顯示，經(jīng)全打印的鈦合金材料靜載屈服強(qiáng)度略優(yōu)于、延伸率遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)內(nèi)同期工程應(yīng)用水平，強(qiáng)塑積提升一倍以上，全產(chǎn)品剖切性能離散度達(dá)到鍛件水平要求。

據(jù)悉，211廠將持續(xù)提升該產(chǎn)品的批生產(chǎn)效率，并推進(jìn)該技術(shù)在未來航天型號(hào)大型集中傳力機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用。