3D打印領(lǐng)域快速擴(kuò)展 航天航空應(yīng)用價(jià)值日益凸顯

 

　　近年，如工業(yè)大數(shù)據(jù)、人工智能(AI)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等新興信息技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用不斷增多，已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)制造。同時(shí)，3D打印等技術(shù)不斷深入發(fā)展，其創(chuàng)新和應(yīng)用領(lǐng)域快速擴(kuò)展，繼續(xù)保持快速發(fā)展勢(shì)頭。3D打印技術(shù)不僅在食品、醫(yī)療保健、汽車、建筑，還逐漸進(jìn)入工業(yè)級(jí)時(shí)代，3D打印機(jī)在航天航空等領(lǐng)域的商業(yè)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(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)近年來(lái)市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)，尤其是工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)。根據(jù)《2018-2023年智能制造業(yè)市場(chǎng)展望和投資策略分析報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示，自2016年起，工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)的銷售量比2015年增長(zhǎng)9%。
 

　　受益于國(guó)際3D打印機(jī)市場(chǎng)的熱銷，我國(guó)也積極開(kāi)發(fā)相關(guān)技術(shù)，不斷提高3D打印機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平。由于受到政策支持、市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)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(jí)時(shí)代，并在航天航空等領(lǐng)域應(yīng)用的商業(yè)價(jià)值日益顯現(xiàn)，對(duì)于解決有關(guān)材料短缺，減少零件數(shù)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(jié)構(gòu)零件，自制第三代反推回收火箭模型，有效地拓寬了零件設(shè)計(jì)可能性，大大降低了制作成本，工件制作方便、快捷。再如國(guó)外某企業(yè)的火箭大規(guī)模采用了3D打印技術(shù)，既減少了傳統(tǒng)火箭制作中零件數(shù)量，又提高零件可靠性、穩(wěn)定性，大大提高其利潤(rùn)空間。
 

　　除此之外，3D打印技術(shù)還助力成功實(shí)現(xiàn)中國(guó)液氧煤油火箭百米級(jí)垂直回收。據(jù)筆者獲悉，2021年7月，深藍(lán)航天成功實(shí)現(xiàn)中國(guó)首例液氧煤油火箭垂直回收試驗(yàn)“蚱蜢跳”，10月再次成功實(shí)現(xiàn)中國(guó)首例液氧煤油火箭百米級(jí)垂直回收試驗(yàn)，兩次試驗(yàn)所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)均使用3D打印技術(shù)制作而成。3D打印的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)不但提高產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)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(jìng)爭(zhēng)力。
 

　　不過(guò)，就整體上來(lái)看，相比國(guó)外較早融入3D打印機(jī)的研發(fā)隊(duì)伍的國(guó)家來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)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(jī)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(guó)3D打印機(jī)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(qiáng)技術(shù)攻關(guān)等，打破產(chǎn)業(yè)發(fā)展壁壘，推動(dòng)國(guó)內(nèi)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(tǒng)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(shù)量，顯著縮短產(chǎn)品制造流程，提高制造效率和提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，降低成本等，加速航天航空等產(chǎn)品設(shè)計(jì)-制造-設(shè)計(jì)的迭代速度。