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3D打印領(lǐng)域快速擴展,航天航空應用價(jià)值日益凸顯

3D打印技術(shù)具有降低成本、提高生產(chǎn)效率、提高零件可靠性和穩定性等優(yōu)勢近年來(lái)市場(chǎng)需求快速增長(cháng),尤其是工業(yè)級3D打印機。根據《2018-2023年智能制造業(yè)市場(chǎng)展望和投資策略分析報告》數據顯示,自2016年起,工業(yè)級3D打印機的銷(xiāo)售量比2015年增長(cháng)9%。


受益于國際3D打印機市場(chǎng)的熱銷(xiāo),我國也積極開(kāi)發(fā)相關(guān)技術(shù),不斷提高3D打印機的生產(chǎn)技術(shù)水平。由于受到政策支持、市場(chǎng)持續擴張、生產(chǎn)成本下降等一系列行業(yè)有利因素的影響,3D打印技術(shù)已快速進(jìn)入工業(yè)級時(shí)代,并在航天航空等領(lǐng)域應用的商業(yè)價(jià)值日益顯現,對于解決有關(guān)材料短缺,減少零件數量,提高零件可靠性等方面具有十分重要意義。

近日,南京一“00后”大學(xué)生利用3D打印技術(shù),熔融擠出成型打印火箭主體結構零件,自制第三代反推回收火箭模型,有效地拓寬了零件設計可能性,大大降低了制作成本,工件制作方便、快捷。再如國外某企業(yè)的火箭大規模采用了3D打印技術(shù),既減少了傳統火箭制作中零件數量,又提高零件可靠性、穩定性,大大提高其利潤空間。

除此之外,3D打印技術(shù)還助力成功實(shí)現中國液氧煤油火箭百米級垂直回收。據悉,2021年7月,深藍航天成功實(shí)現中國首例液氧煤油火箭垂直回收試驗“蚱蜢跳”,10月再次成功實(shí)現中國首例液氧煤油火箭百米級垂直回收試驗,兩次試驗所使用的發(fā)動(dòng)機均使用3D打印技術(shù)制作而成。3D打印的火箭發(fā)動(dòng)機不但提高產(chǎn)品的質(zhì)量穩定性、一致性,而且縮短產(chǎn)品研制周期,使產(chǎn)品研制總成本更具競爭力。

不過(guò),就整體上來(lái)看,相比國外較早融入3D打印機的研發(fā)隊伍的國家來(lái)說(shuō),國內從80年代開(kāi)始研究和開(kāi)發(fā)3D打印技術(shù),目前3D打印機的生產(chǎn)制造仍面臨生產(chǎn)工藝不成熟、材料質(zhì)量和利用率限制、價(jià)格昂貴等問(wèn)題,并且缺乏核心技術(shù)和尖端人才是制約我國3D打印機產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。因此,相關(guān)企業(yè)還要加大研發(fā)力度,引進(jìn)技術(shù)人才,加強技術(shù)攻關(guān)等,打破產(chǎn)業(yè)發(fā)展壁壘,推動(dòng)國內3D打印技術(shù)整體水平的提升。

3D打印雖然作為增材制造的一種方式,只是食品、建筑、航天航空等加工制造業(yè)中的一部分,但它不能完全取代傳統的減材制造或者等材制造。不過(guò),確實(shí)3D打印技術(shù)可以減少零件數量,顯著(zhù)縮短產(chǎn)品制造流程,提高制造效率和提高產(chǎn)品質(zhì)量穩定性,降低成本等,加速航天航空等產(chǎn)品設計-制造-設計的迭代速度。

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