火箭发动机“心脏”也能3D打印了,质量更可靠,生产效率大幅提升

发布时间 : 2018-03-23     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  近年来,3D打印技术逐渐用于机械加工等行业,小到珠宝首饰,大到汽车、房子,人们的生活中出现了越来越多用3D打印技术生产出来的产品。航天领域也不例外,近日,中国运载火箭技术研究院(以下简称“火箭院”)211厂采用3D打印技术成功试制出火箭发动机关键部件—— 一体化喷注器,这也是国内首次成功采用该技术制造一体化喷注器。
  喷注器好比火箭发动机的“心脏”,是确保火箭燃料均匀充分燃烧,从而为发动机提供稳定动力输出的最关键部件。
  211厂工艺研发中心工艺员董鹏介绍,喷注器由底座和喷嘴组合而成,以前,这种零部件主要采用“机加喷嘴+分体焊接”的制造方案,工序繁多、制造周期长达数月。此外,一个喷注器上大约有200多个零件,焊接过程中,每一条焊缝都可能存在潜在的质量隐患和风险。
  随着航天型号对产品质量及可靠性的要求越来越高,产品正向着整体化、结构功能一体化方向发展。某型号所需的喷注器直径更大,性能要求也更高,传统的制造方案已无法适应任务需求。在型号需求的牵引下,211厂与火箭发动机设计方——北京航天动力研究所密切合作,积极开展一体化喷注器的研制工作。
  经过约4个月时间的攻关,团队先后攻克了自支撑水滴孔结构优化、复合支撑变形控制、机加余量设计等关键技术,目前已成功实现了该喷注器组件的一体化打印制造。
  211厂工艺研发中心工艺员梁晓康介绍,采用3D打印技术,喷注器可整体制造,一次成形,减少了所需的部件数量,减少了加工工序,制造周期缩短至一个月,生产效率大幅提升。此外,由于少了中间焊接工序,产品质量及可靠性也更高。
  自2011年开展3D打印技术研究以来,211厂采用该项技术制造的多款产品已成功用于多个型号,取得良好的效果。此次3D打印一体化喷注器的成功,实现了火箭发动机关键部件制造工艺的重大突破,也为我国航天型号产品的研制及更新换代提供了有力支撑。

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