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中心主任杨欢庆介绍，航天特种构件增材制造技术创新中心是航天科技集团六院西安航天发动机有限公司(以下简称“西发公司”)根据航天装备发展需求，以先进增材制造技术研究、工程化应用及成果应用为目标，联合多家国内增材制造领域的高校、科研院所、企业成立的国内唯一的国防科技工业航天特种构件增材制造技术创新中心。

该中心成立以来，实现了技术研制能力的快速提升和工程化应用的多点推进，先后突破了20余项关键技术，完成了45种型号中10类结构、230余种复杂精密构件的3D打印成型，形成一批具有自主知识产权的技术成果。

王军表示，增材制造技术具有减少生产程序、缩短生产周期、满足个性需求、提高生产效率的典型特点，是先进制造的重要发展方向，在军工领域具有广泛的应用前景。希望航天特种构件增材制造技术创新中心，加强与西安交通大学、西北工业大学、国家增材制造研究院等之间的合作，加快突破一批关键核心技术，进一步拓展增材制造技术在军工领域的应用；加强与铂力特、欧中材料等产业链上下游企业合作，增强产业链韧性,提升产业链水平；充分挖掘、利用秦创原创新驱动平台政策优势，加快推动先进共用技术成果民用转化，赋能陕西省增材制造产业创新发展。

与会人员就加快推动陕西省增材制造产业高质量发展深入交流，积极建言献策。陕西省增材制造产业链工作专班有关人员一同参加调研。

深度了解3D打印技术在航天研发与制造中的应用，请点击图片前往《3D打印与航天研发与制造业白皮书》。

信息来源：陕西省科学技术厅

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其中，90余种构件通过整机热试车考核，30余种构件实现不同批量交付，已应用于长征系列火箭50余次发射任务和飞行试验，为我国“祝融号”火星车软着陆、载人空间站、探月工程和北斗导航等航天重大工程的实施提供了技术支持和保障。

从设计优化到产品交付

2021年6月17日，长征二号F遥十二运载火箭托举着载有三名航天员的神舟十二号载人飞船冲向太空。

7103厂生产制造了该火箭所用芯一级发动机、二级发动机、助推器发动机，并采用3D打印技术制造相关零件，实现了发动机更可靠，效率速度双提升。

7103厂增材制造创新中心主任杨欢庆介绍，发动机推力室隔板加强肋是其中之一。加强肋是发动机隔板夹层内流通道的关键构件，主要用于保证发动机的燃烧稳定性。该产品之前采用熔模精密铸造工艺生产，有29个工艺流程，配套设备多且依赖性强，合格率不足20%。通过3D打印技术替代熔模精密铸造工艺，加强肋的制造周期缩短了75%，合格率提升至98%，成本降低30%，且产品多项性能指标接近甚至超过传统铸件历史最高值。

7103厂是我国唯一的大型液体火箭发动机研制生产厂。

2014年，该厂组建增材制造创新中心，致力于以3D打印技术推动航天液体动力工艺技术发展和制造能力提升。

2017年，以7103厂为主依托单位，多家国内增材制造领域的高校、科研院所、企业，联合成立国内唯一的国防科技工业航天特种构件增材制造技术创新中心。该中心成立以来，实现了技术研制能力的快速提升和工程化应用的多点推进，先后突破了20余项关键技术，覆盖了70%以上液体动力常用材料，完成了45种型号中10类结构、230余种复杂精密构件的3D打印成型。在此基础上，该中心初步构建全流程技术及标准体系，参与制定国家标准9项、行业标准1项，形成一批具有自主知识产权的技术成果。

“我们实现了从设计优化到产品交付的全流程服务。”杨欢庆表示，该中心将不断拓展增材制造技术在液体动力领域的应用，推动工艺技术和制造能力不断提升，为我国航天重大工程的实施提供技术支持和保障。

 为天问一号全程护航的发动机

与“祝融号”火星车软着陆相关的液体动力技术，涉及到航天科技集团第六研究院研制交付的发动机。

根据中国航天科技集团六院，2021年5月15日7时18分，天问一号着陆巡视器与环绕器实现分离，成功软着陆于火星表面，着陆后，“祝融号”火星车成功传回了遥测信号。

由航天科技集团第六研究院研制交付的78台各型发动机，推举长征五号遥四运载火箭，助力天问一号探测器，将液体动力的贡献贯穿全程。

在长征五号遥四运载火箭上，配置了由航天科技集团六院研制生产的新一代绿色无污染的8台120吨级液氧煤油发动机、2台50吨级氢氧发动机、2台9吨级膨胀循环发动机及18台作为辅助动力的姿控发动机。这30台四型发动机，将我国运载火箭的近地轨道运载能力，从9吨提升至25吨，从而实现火箭的一飞冲天，为天问一号探测器向着火星的漫漫星途提供强劲可靠的动力保障。

在天问一号探测器上，六院研制交付了着陆巡视器和环绕器的推进分系统，共计48台大大小小的发动机。它们分别为着陆器着陆过程悬停、避障及缓速下降过程提供了可靠动力，为环绕器系统提供轨道转移、制动捕获、轨道调整以及姿态控制所需的精准动力。

其中作为着陆巡视器主发动机的7500N变推力发动机是六院研制团队在借鉴探月任务中7500N变推力发动机工程经验基础上，根据火星探测任务全新设计制造的发动机。制造过程中，改进型7500N变推力发动机与以往7500N发动机的性能和推力一样，但重量和体积只有以前发动机的三分之一，结构也更加优化、紧凑。发动机的对接法兰框还首次采用3D打印技术，“一次打印成型”避免大余量去除原实心棒材或锻件引起的变形，也保证了发动机与总体对接的质量稳定性。

更多关于3D打印技术在下一代火箭、卫星、深空探测器等航天器研发与制造中的应用，请前往《3D打印与航天研发与制造业白皮书第二版》。

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空间3D打印及在轨组装是中国航天在智能制造方面的重要布局。根据李明，“五院有一些单位正在研究如何在空间微重力情况下进行3D打印，包括美国做的桁架3D打印，和其他复杂结构的打印。明年准备在轨进行空间失重状态下3D打印的试验。”

李明所提到的美国项目，指的是美国航天局（NASA）支持研发的SpiderFab项目，由机器人像蜘蛛吐丝一样在轨自主打印组装大型桁架，计划2024年进行空间试验。“如果这个技术实现的话，比如我们国家在贵州建的500米口径大型望远镜‘天眼’结构，一样可以在天上进行构建。”

此外，空间智能制造离不开人工智能技术。太空项目要在高辐射、高温差的恶劣环境下完成复杂的任务，成本较高，维修困难，因此，空间技术必须通过智能化手段来提高在轨健康管理能力。特别是对一些遥远的深空探测来说，火星任务一个信号来回需要十分钟的时间，因此，航天器需要培养出本身的自主判断、自主决策、自主规划、自主执行的能力，现在流行的深度学习就能提供帮助。

根据李明，国内外空间人工智能技术普遍发展到一个“弱智能”的状态。比如，NASA在2017年11月公布了新一代火星漫游车“火星2020”，能够自主避障、自主选择兴趣目标、自主选择最佳探测方案。

德国太空总署提出由机器人Justin建造火星栖息地。2017年在空间站宇航员的指挥下，机器人几分钟内就成功修复了有缺陷的太阳能电池板。

哈勃望远镜曾因一面镜片的安装小失误而沦为“近视眼”，最终耗费了4年时间和数亿美元经费修复。这样的尴尬情况，将可以利用空间人工智能技术避免。

根据李明，中国对人工智能在空间的应用有迫切的需求：“这里面无论是在轨服务于深空探测，还是未来的载人登月和空间基地，还是2020年的火星发射计划，都需要相应的人工智能技术支撑。”

从遥测遥控的东方红一号走到现在，卫星的智能化程度不断提高。李明认为，未来上百颗、上千颗卫星组成的星座将会拥有类似于鱼群、蜂群的群智能，可以形成团队自主协同工作。

来源：澎湃新闻

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–—- 3D科学谷Review

对于我们普通人来说，很难理解在轨制造是怎么回事，在这里为了方便理解，针对文中所提到的Spiderfab，3D科学谷为谷友总结其主要特点如下：

Spiderfab changes the cost equation for antennas, enabling larger, higher performance apertures with lower life-cycle cost

- Spiderfab改变了天线的成本公式，以较低的生命周期成本实现更大，更高性能的孔径*。

Spiderfab crchitecture combines robotic assembly with additive manufacturing techniques adapted for space.

- Spiderfab结构将机器人装配与适用于空间的增材制造技术相结合。

On-orbit fabrication enables order-of-magnitude improvements in packing efficiency and launch mass for large systems.

- 在轨制造使大型系统的包装效率和发射质量达到数量级的提高。

Proof-of-concept testing has validated feasibility of the key processes for SpiderFab

- 目前，概念验证测试已经验证了SpiderFab关键流程的可行性

On-orbit fabrication with SpiderFab will enable NASA to accomplish 10 times more science-per-dollar.

- 使用SpiderFab进行在轨制造将使美国国家航空航天局能够实现10倍以上科学投入产出比。

*名词解释

天线孔径：天线在均匀平面电池波中的话，天线接收的功率和功率密度PFD的比值就是天线孔径

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中国计划2016年发射第二个空间实验室“天宫二号”，并在2022年前后建成空间站。中国航天员在太空中有时穿厚厚的白色航天服，有时又穿很轻薄的蓝色航天服。 航天员的太空“服装”主要有三种：舱内航天服、舱内工作服，以及舱外航天服。舱内航天服是飞行中飞船出现压力应急时，航天员及时穿上它，以保证航天员能够安全返回。而在飞船上升和下降时，航天员会穿舱内航天服。航天员在空间站或飞船入轨后正常飞行时，脱去舱内航天服后会穿舱内工作服。与舱内航天服相比，舱内工作服较轻便，利于航天员完成各种工作。而舱外航天服，是航天员出舱活动时必须穿的保护服，其结构非常复杂，具有加压、充气、防御宇航射线和微陨星袭击的作用，配备了通信系统、生命保障系统等。

备战“太空制造”的中国首台航天多激光金属3D打印机已经在上海航天设备制造总厂诞生。该厂研究室主任、中国3D打印技术产业联盟副理事长王联凤说,那些品种多、批量小、结构复杂的零件适合3D打印,比如火箭发动机上奇形怪状、内部有S形的气道或水路的阀门。3D打印机可以将原来需要很多零件组成的部件作为一个整体打印出来,提高了零部件的可靠性。比如说,在制造某火箭上的一个发动机零件时,“用传统方法,需要两个班次的工人24小时不间断工作两周才能生产出来,而3D打印只需16个小时。”

王联凤表示,真正在太空中使用的3D打印机在原理上是一样的。但太空3D打印还要经过零重力条件下的测试等。这一阶段的3D打印机都是搭载在航天器上的。由于发射能力所限,打印机要尽量做小做轻。目前太空3D打印还有很多难点需要突破。如打印材料的种类还有待扩展,很多材料还处于研发阶段。很多打印出的零件精度和表面粗糙度,以及性能指标还难以达到传统加工方法的水平。

（文字转载自：微小网；图片来源：3dprint.com）