从嫦娥四号登月,看航天529厂如何实现3D打印在轨应用
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12月8日凌晨,人类航天器首次月球背面“登陆”之旅开启。中国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空,成功将嫦娥四号探测器送入太空。
长征三号乙发射瞬间
按照计划,“嫦娥四号”经过26天的飞行,将软着陆至月球背面南极-艾特肯盆地,从而完成“人类探测器首次实现月球背面软着陆”的壮举。
嫦娥四号着陆月球背面
由于探测器在月球背面无法直接实现与地球的测控通信和数据传输,所以月球背面一直没有留下人类探测器的“脚印”。今年5月21日,一颗连通地月的中继卫星“鹊桥”发射成功,随后于6月14日进入使命轨道,为“嫦娥四号”月球背面着陆勘察提前架好了信息之桥。如果你现在还没有了解嫦娥四号、鹊桥中继星是怎么回事,那么我们通过下面的视频来直观了解其工作过程。
从视频中我们可以了解到中继卫星的重要作用,作为对月测控、数传中继的重要卫星——嫦娥四号中继星上面不乏首秀太空的新产品,其中就包含中国航天科技集团五院529厂采用3D打印技术研制的多个复杂形状铝合金结构件。
嫦娥四号探测器巡视器(左)、着陆器(右)、中继星“鹊桥”(上)示意图
中继卫星“鹊桥”
这些3D打印产品的研制得到了五院航天东方红卫星有限公司和总体部的大力支持,产品全部采用拓扑优化构型,通过与轻量化设计技术的结合,零件重量大幅降低,承载比大幅提升,3D打印的技术优势得到了充分发挥。
作为先进制造技术的重要发展方向之一,3D打印技术一直倍受529厂关注。2014年,针对XX卫星的研制需求,529厂抓总承担了3D打印制造技术推广应用项目,开启了3D打印技术的预先研究工作。2015年,该厂购置了覆盖全工艺的3D打印设备,自主开展了面向增材制造的拓扑优化设计技术、材料技术、工艺技术、装备技术、逆向工程技术、检测与评价技术等3D打印技术的工程化研究与应用,航天业务范围涵盖航天器地面增材制造和空间在轨增材制造。
529厂3D打印产品
4年间,该厂先后完成了铝合金、钛合金等材料选区激光熔化成型工艺鉴定,并顺利通过院级评审,突破了以激光选区熔化冶金质量控制与组织性能调控、复杂形状结构件尺寸精度与变形控制等为代表的多项关键技术,获得了激光选区熔化成型技术的上星许可。中继星的成功发挥作用开启了该厂3D打印技术在型号工程化应用的新纪元。
嫦娥四号中继星“鹊桥”奔向月球示意图
中继星“鹊桥”成功实施轨道捕获控制
嫦娥四号中继星的成功发射和入轨运行,标志着该厂3D打印技术和产品首次实现飞行验证,首次获得在轨应用,具有重要的里程碑意义。目前,529厂的3D打印技术已在载人航天、深空探测、遥感、通信等多个领域的正样、初样产品研制中得到广泛应用,涉及型号近20个、零件产品300余件。
END
相信未来,包括529厂在内的航天企业将进一步加强基础研究,深耕应用,与各设计单位共同携手,深入推进3D打印技术在航天器各领域型号的全面应用。
3D打印用于航天,中国有拿的出手的东西。
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原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):从嫦娥四号登月,看航天529厂如何实现3D打印在轨应用