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3D打印領域快速擴展,航天航空應用價值日益凸顯

3D打印技術具有降低成本、提高生產效率、提高零件可靠性和穩定性等優勢近年來市場需求快速增長,尤其是工業級3D打印機。根據《2018-2023年智能制造業市場展望和投資策略分析報告》數據顯示,自2016年起,工業級3D打印機的銷售量比2015年增長9%。


受益于國際3D打印機市場的熱銷,我國也積極開發相關技術,不斷提高3D打印機的生產技術水平。由于受到政策支持、市場持續擴張、生產成本下降等一系列行業有利因素的影響,3D打印技術已快速進入工業級時代,并在航天航空等領域應用的商業價值日益顯現,對于解決有關材料短缺,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”大學生利用3D打印技術,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。再如國外某企業的火箭大規模采用了3D打印技術,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打印技術還助力成功實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動機均使用3D打印技術制作而成。3D打印的火箭發動機不但提高產品的質量穩定性、一致性,而且縮短產品研制周期,使產品研制總成本更具競爭力。

不過,就整體上來看,相比國外較早融入3D打印機的研發隊伍的國家來說,國內從80年代開始研究和開發3D打印技術,目前3D打印機的生產制造仍面臨生產工藝不成熟、材料質量和利用率限制、價格昂貴等問題,并且缺乏核心技術和尖端人才是制約我國3D打印機產業發展的重要因素。因此,相關企業還要加大研發力度,引進技術人才,加強技術攻關等,打破產業發展壁壘,推動國內3D打印技術整體水平的提升。

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,確實3D打印技術可以減少零件數量,顯著縮短產品制造流程,提高制造效率和提高產品質量穩定性,降低成本等,加速航天航空等產品設計-制造-設計的迭代速度。

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