航空航天 – 3D打印技术参考-(第3页)    
  • 汉邦激光接连多项3D打印应用突破:极薄壁+米级无支撑打印!

    汉邦激光接连多项3D打印应用突破:极薄壁+米级无支撑打印!

    笔者注意到,汉邦激光近日接连实现多项技术突破。在消费电子领域,汉邦激光研发了一款超薄VC均热板,并将于TCT亚洲展发布;在航空航天领域,汉邦激光携手前沿计算工程公司LEAP 71成功制造出米级3D打印气动塞式火箭发动机。 以精密制造与大尺寸复杂构件成型的双重实力,汉邦激光展现了金属3D打印技术在热管理、航空航天等多领域的深度应用潜力,为高端领域产业升级注入新动能,这些案例即将亮相TCT亚洲展! 超薄VC均热板制造新突破,高精度打印+极薄壁 随着消费电子与高装装备不断向高性能化、智能化、薄型化等方向发展,对散热的需求也日益提高:如何在更薄的空间内,实现更高效、更均匀的热管理? 为此,汉邦激光构建了从设计支持到后处理验证的全流程闭环解决方案,利用其HBD S200设备,采用铜合金加工工艺,一体化3D打印成型精细内腔结构:实现0.15mm薄壁与0.10-0.15mm 多孔毛细结构,致密度≥99.95%,突破精密制造能力极限。 相比传统制造方式,3D打印具有极高的设计自由度,实现毛细管网与支撑柱布局的自由设计,不仅有效提升了均热性能,还能大幅压缩研发周期,快速响应定制化需求。与此同时,铜合金基材结合成熟工艺,实现流道全通,带来稳定的气密性、导热性。 为满足消费电子、医疗、精密模具等多领域的高精度增材制造需求,汉邦激光专为高精度、高表面质量打造的HBD S200设备同样表现亮眼。该设备光斑直径≤35μm、最小打印层厚10μm,表面粗糙度Ra≤2.2μm,可实现±0.02mm高精度打印和0.06mm极薄壁成型,大幅减少后处理的成本与时间,适配批量化生产需求。 米级3D打印气动塞式火箭发动机,突破航空航天制造边界 在精密制造领域突破的同时,汉邦激光在大尺寸金属3D打印领域也实现了里程碑式的跨越。近日,汉邦激光与前沿计算工程公司LEAP 71合作,成功制造出了一款全球技术最复杂的空间推进系统——3D打印气动塞式火箭发动机(型号XRA-2E5)。 该发动机由LEAP 71运用其核心的Noyron计算工程模型,基于第一性原理物理学、工程逻辑及制造约束条件,在无需人工干预的情况下自主生成最优拓扑结构;汉邦激光HBD E800设备则凭借顶尖的金属增材制造技术,将这一精密数字模型完美转化为实体部件。 据悉,该发动机是目前全球已设计的尺寸领先的环形塞式推进系统,摒弃了传统火箭发动机的钟形喷管,采用 “由内而外” 的创新架构,集成环形燃烧室与中心塞体结构,能够在从海平面到真空的不同环境中保持较高效率,因此对于下一代可重复使用运载系统具有极大的吸引力。 气动塞式发动机包括浅角度悬垂结构以及复杂的内部流道,长期以来对设计、制造和运行带来极大的挑战性。汉邦激光的HBD E800系统凭借三大核心能力,实现该发动机一次打印即成功。 ➡️ 米级超大成形 + 高性能稳定成形 HBD E800成型尺寸达830 × 830 × 1250毫米,其超大成形缸体可轻松容纳米级气动塞式发动机构件。在打印航空航天类高性能金属材料时拥有极高的稳定性,确保了整个庞大构件从底部到顶部性能均匀,满足火箭发动机部件对结构可靠性的严苛要求。 ➡️ 无支撑打印:颠覆复杂内腔制造范式 此发动机最核心的技术突破,是实现了发动机整体结构的无支撑打印,不仅省去了大量的支撑材料和繁琐的去支撑工序,降本增效;更将设计师从传统的制造约束中解放出来,专注于如何最大化产品的热力学与流体力学性能。该发动机搭载再生冷却系统,内部包含极其复杂的螺旋/网状冷却流道,外部燃烧室由低温甲烷燃料冷却、中央塞体由液氧冷却。光滑的冷却流道内壁,避免了支撑残留导致的潜在风险,提升了发动机的冷却效率和可靠性。 ➡️ 一体化制造,重构部件可靠性 通过一体化制造,该发动机消除了传统多部件拼焊带来的焊缝与泄漏点,拥有了紧凑的完整结构和更高的推重比潜力,为 200kN 级液氧 / 甲烷发动机的可重复使用奠定了坚实的制造基础。 END 无论是0.06mm极薄壁的精密VC均热板,还是米级复杂结构的气动塞式火箭发动机,汉邦激光以自主创新的实力与卓越的品质为行业树立了标杆。更多前沿金属3D打印应用案例与解决方案,欢迎莅临2026 TCT汉邦激光展台。
  • 半年内密集试飞,我国首款3D打印航空发动机正加速应用落地!

    半年内密集试飞,我国首款3D打印航空发动机正加速应用落地!

    2026年1月10日,人民日报再度报道了我国3D打印航空发动机飞行试验的消息,这是半年以来第三次获得官媒报道。研制单位——中国航发湖南动力机械研究所,在去年12月举办的中国增材制造产业年会现场,公布了关于KP16-3D打印发动机项目截至到当时的时间线: ➡️ 2025年7月1日,在内蒙古完成了首次挂飞试验,试验验证发动机的基本运行性能和稳定性,挂飞持续20分钟,最大飞行高度达到海拔4000米,发动机全程稳定工作。 ➡️ 2025年11月9日,在陕西定边县完成了首次单发飞行试验。本次飞行时长30分钟,最大飞行海拔高度6000米,最大飞行速度0.75马赫。 ➡️ 2025年12月9日,在陕西定边县完成了第二次单发飞行试验,飞行时长30分钟,最大行海拔高度提升到9000米,最大飞行速度0.76马赫,发动机全状态工作各项参数无异常。 值得注意的是,中国航发官方在1月24日对发动机的研制过程进行了报道。报道指出,这台发动机于2021年就开展了首次点火试验并取得了成功,但发动机研制如同攀登险峰,每当试验因故中断,便是新一轮战斗的开始。 下台分解、检测分析、定位故障、优化设计……在这一次次的分析与改进中,发动机先后完成零部件强度寿命试验考核,实现转速达标、性能达标,完成发动机整机任务化持久试车,为发动机的飞行试验打下了基础。 中国航发,公众号:中国航发群星闪耀航发丨九霄之上显锋芒——记中国航发动研所3D打印极简轻质微型涡喷发动机研制团队 发动机挂飞实验(来自中国航发公众号 密集测试显示重要意义 从时间线可以看出,我国在半年内完成了至少三次实际飞行试验,尤其是最近的几次试飞,间隔短至一个月,表明技术迭代、工程验证的速度非常快。 这意味着项目团队已经建立起了一套非常高效的“设计-制造-测试-优化”研发闭环,以实现产品定型和量产。同时也代表我国在该领域正在快速经历从无到有、从有到能用、从能用到更强、再到更稳定使用的发展路径。 该项目的负责人——中国航发动力研究所总师办主任米栋在雄安增材制造产业年会上描述了一件很有意思的经历,这款发动机曾亮相去年11月举办的迪拜国际航空展,国外相关领域的一用户就提出想看真机的想法,但当工作人员指出这就是真机时,对方却强烈质疑。就3D打印航空发动机的国际进展来说,我国目前当之无愧的处于领先地位。 发动机基本情况介绍 该发动机的名称为KP16-3D打印极简涡喷发动机,是中国航发动研所为满足国内外中小型无人机用户对动力的需求,通过融合多学科拓扑优化和3D打印技术,研制的一款轻质、高推重比160公斤推力级涡喷发动机。发动机零部件集成度高,且全机超3/4重量(含所有核心零件)采用3D打印制造。 发动机重要部件已通过强度、寿命试验考核,其中工作条件最恶劣的核心关键件——涡轮叶片盘三个试验件均通过了3万次以上低循环疲劳寿命考核,具备装备长寿命发动机的能力。发动机实现了转速和性能达标,整机寿命试验表明,最大无故障使用时间达设计寿命的1.5倍,能在一千余摄氏度温度和五万余转/分转速下稳定工作,综合性能指标达到同尺寸量级涡喷发动机国际领先水平。 工程化应用的难度在哪里 米栋指出,与打印普通产品相比,用3D打印技术制造航空发动机,难度指数级增长,需要跨越“消费级制造”与“极限工程制造”的鸿沟。 从材料看,航空发动机使用高温合金,此类材料硬度高、难熔化、冷却收缩率大、成分复杂,打印后极易变形开裂;从精度看,普通产品精度要求相对宽松,而航空发动机关键零件的精度不能有丝毫偏差;从性能看,普通产品仅需承受轻微外力,而航空发动机涡轮叶片要在手指大小的尺寸上,承载一辆轿车的重量,还要抵住千万次交变载荷冲击,不能产生微小裂纹,对性能要求极高。 发动机单发飞行试验(来自中国航发公众号) 每次飞行结束后,项目团队都要对发动机进行全面分解检查,包括所有零件状态是否正常,有没有出现任何破坏或失效的情况。 中国航发动力研究所结构强度研究部副部长钱正明指出,3D打印虽有一体化成型等优势,但也失去了传统连接零件的摩擦阻尼效果,发动机振动显著增大。为攻克难题,研制团队创新提出‘多学科拓扑优化设计技术与3D打印制造技术深度融合’的思路,攻克了一系列关键技术卡点。” 通过不断飞行试验,可以充分验证发动机在高空复杂环境下的可靠性,不断检验发动机与飞行器的适配性,为后续技术迭代和应用推广奠定基础。作为全球首款经过高空高速试验考核的整机级3D打印发动机,KP16填补了国内技术空白,也为国产高端制造绕开国外传统制造壁垒,实现换道超车提供关键路径。
  • 20万颗卫星加持,无支撑金属3D打印能否迎来应用热潮?

    20万颗卫星加持,无支撑金属3D打印能否迎来应用热潮?

    2025年12月29日,我国向国际电联一次性提交了20.3万颗低轨卫星频轨资源申请,引起广泛关注。这是否意味着未来我国将制造如此数量的卫星呢?这跟3D打印有没有关系? 2025年一项价值达4.5亿元的“梁溪星座”3D打印卫星制造项目或能说明答案,这是一个很可能爆发或者正在爆发的应用场景。如此体量,将会带动3D打印材料、设备、服务以及设计等多个环节的市场增长。 关于该应用场景,巧合的是在2026年1月,韩国航天企业Innospace公司宣布成功实现了Ti6Al4V钛合金压力容器的低悬垂无支撑3D打印。这几则消息让笔者产生了联想——卫星贮罐/贮箱一体化无/少支撑3D打印,或许能成为卫星大规模制造中的一个典型应用。 由Innospace 3D打印的燃料贮罐 3D打印卫星燃料贮罐 国内外应用案例 其实早在2018年左右,就有用户单位向笔者提出能否帮他们直接打印出封闭的燃料贮罐。但当时的技术确实没有办法实现,国内多数设备商在当时也实现不了。但国外却在无支撑金属打印方面喊得很凶,这也是后面几年该技术备受关注和快速发展的重要原因。 2023年1月,全球首批无支撑金属3D打印的封闭式燃料贮箱被送往太空。Velo3D公司为Launcher的Orbiter卫星运输工具制造了8个钛合金贮箱。这也意味着相关的技术储备,在2022年就已经完成。 我国首次实现3D打印卫星燃料贮箱在轨应用是在2024年3月。该贮箱由航天科技六院801所和航天科技八院800所共同研制,铂力特为该贮箱的生产提供了设备支持。 该贮箱采用铝合金一体化成型3D打印。据央视新闻报道,研发团队先后攻克了多项关键核心技术,不仅使所有组件均在贮箱上实现高度集成一体化安装,贮箱内部也通过3D打印流道实现了各组件间的连通,无需导管连接,研发周期大幅缩短,成本有效降低。 国内无支撑金属3D打印 燃料贮箱样例 需要指出的是,类似燃料贮箱这种带有管路的封闭结构,并不意味着一定要实现低悬垂角度的3D打印,也可以借助内部结构的优化设计来规避支撑。 但探索工艺极限,将不断推动3D打印技术向广阔的应用场景拓展。针对国内类似燃料贮箱的无支撑打印样例,笔者发现了三例。 ➡️ 华曙高科无支撑3D打印燃料贮箱 华曙高科少支撑金属3D打印技术已实现大量应用的批量生产,典型应用包括燃料罐、闭式叶轮等,最大尺寸工件超过450mm。材料涵盖钛合金、高温合金、铝合金、不锈钢等。 在2024年的TCT亚洲展上,华曙高科就展示了无支撑3D打印的燃料贮罐。该公司表示,其采用自适应智能扫描策略,精准控制能量输入和零件局部热量,在保证零件致密性的前提下,成形能力相对于传统扫描技术明显提升。 借助该技术,华曙高科攻克了倒圆锥结构、水平圆孔等特殊结构成形难度大的技术难题,成功实现倒圆锥结构20°-25°倾斜角的无限高度成形,无支撑一体成形的水平圆孔最大可达Φ50mm。 ➡️ 融速科技电弧无支撑3D打印燃料贮箱 融速科技是国内领先的金属送丝增材制造解决方案提供商,借助多轴运动可以实现无支撑金属3D打印。该公司在展会上曾展示了由电弧3D打印的316L不锈钢贮箱缩比件,以及电弧3D打印的17-4不锈钢大型航天液氧贮箱。这两项应用的展出,也标志着燃料贮箱的制造并不仅仅局限于激光粉末床熔融工艺。 融速科技电弧3D打印的贮箱缩比件 融速科技电弧3D打印的航天液氧贮箱 ➡️ 易加三维展示无支撑3D打印球体 易加三维于2023年TCT亚洲展上首次公开展示了其自主研发的无支撑金属3D打印工艺,可打印AlSi10Mg、钛合金等常见材料。其展出的无支撑打印的铝合金地球仪球体尤为典型,该零件的尺寸为φ400×450mm,其结构特征预示着可以实现贮箱结构的无支撑打印。 规模化设备部署 支持批量3D打印交付 传统上的卫星燃料贮箱为满足长期在太空极端环境下使用,对材料和制造工艺都提出了严格要求。铝合金、钛合金和复合材料是主要的制造材料,在满足高强度的同时尽力保障轻量化。在制造工艺方面,笔者查询到,燃料贮箱常使用“分块成形+焊接”的方式,工序复杂,存在焊缝,影响可靠度合计精度。如果要以万为单位进行批量生产,可以想象工作量得有多大。 EOS 3D打印的无支撑燃料贮箱 EOS 3D打印的无支撑燃料贮箱上顶面 EOS 3D打印的无支撑燃料贮箱内部顶面 相比3D打印技术来说,后者可谓极大解放了生产力,直接导入模型文件就可以获得一个接近最终使用的“成品”,大大缩短了制造周期。同时,无论是基于结构设计避免内部添加支撑,还是基于无支撑工艺,使用几十、几百台3D打印机,可以在有限的时间内迅速交付大量产品,扩产极为灵活,由此可见3D打印技术的制造优势有多大。 航天产品在定型之后通常会稳定使用。但到目前为止,我国用户单位并没有明确表示过,基于无支撑3D打印工艺实现过卫星燃料贮箱的实际应用。而Velo在今年1月宣布在该领域再次取得应用进展,它与美国商业航天公司Momentus,成功研发出一款3D打印燃料箱,并将在后续开展飞行测试。我们也期待,在该领域我国取得更多进展!关于此,你有什么看法呢,欢迎留言讨论。
  • 2026年,我国太空金属3D打印迎来最新进展

    2026年,我国太空金属3D打印迎来最新进展

    3D打印技术参考注意到,我国太空金属3D打印研究迎来最新进展。 2026年1月12日,中科宇航力鸿一号遥一飞行器在我国酒泉卫星发射中心圆满完成亚轨道飞行试验任务,返回式载荷舱通过伞降系统顺利着陆完成回收。首飞搭载微重力激光增材制造返回式科学实验载荷以及航天辐射诱变月季种子等。 中科宇航发文阐述了此次微重力金属3D打印的部分细节: 此次首飞搭载的微重力激光增材制造返回式科学实验载荷(LAM-MG-R1)是中国科学院力学研究所自研的太空金属增材制造的技术验证载荷。本次载荷的主要任务是验证太空微重力环境中激光熔丝金属增材制造技术的可行性,有望获得太空激光熔丝金属增材制造关键过程参数、成形件几何特征与性能参数等科学实验数据。本次任务为发展太空金属增材制造基础理论和关键技术奠定了坚实的基础,为开发太空环境中长期在轨金属增材制造与原位修复等技术提供了宝贵的经验,必将有力促进我国太空制造技术发展。 在太空金属3D打印方面,欧空局于2024年首次实现人类首次太空金属3D打印。由空客公司打造的金属3D打印机,重180公斤,在国际空间站打印出了高9厘米、宽5厘米的精密零件,整个制作过程耗时约40小时。 2024年6-8月,宇航员开始零件的打印过程。工程师团队需要处理微重力环境下的不确定性,配套了一套精密的操作策略,通过其电信链路实现有效载荷的远程控制与监控,确保每一步操作都稳定可靠。打印过程中,团队不断调整参数,以确保打印质量。2025年3月,首个在太空生产的金属3D打印部件已返回地球进行测试。但3D打印技术参考在过去一年并未查询到研究结果公布。 我国太空金属3D打印的另一套方案 2025年4月11日,科技日报于刊登一则重要消息,中国航空制造技术研究院高能束流发生器实验室在“太空3D打印”技术领域取得突破性进展。该单位在模拟微重力环境下,成功应用冷阴极电子枪实现了钛合金精密成型,完成“太空级”3D打印。 报道指出,该项技术已实现在模拟微重力环境下的电子束熔丝成型。此外,研究团队已研制出“太空级”3D打印原理样机,设备实现小型化、轻量化,可显著降低发射成本。 “太空级”3D打印原理样机内部结构(来自科技日报) 从目前的资料看出,无论激光还是电子束,两者均适合太空打印,只不过基于现有的认知,激光太空打印追求的是高精度,而电子束太空打印追求的是高能量、高效率。然而根据资料,电子束3D打印仍然需要氦气保护,主要目的是为了防止真空环境下电荷积累,氦气的氦离子与电子在真空环境下发生中和反应,抵消电荷积累引起电子束束斑震荡及放电。 太空3D打印技术发展进程 太空3D打印作为一项前沿技术,近年来取得了显著进展,不仅在技术层面实现了突破,还在实际应用中展现出了巨大的潜力。 1. 首次人类太空3D打印 2014年,人类首次将3D打印机发送至太空,在国际空间站成功打印了包括扳手在内的多个工具和零部件。测试验证了3D打印技术在太空微重力环境下的可行性和有效性,为未来的太空制造提供了技术基础。自2014年首次测试以来,太空3D打印技术不断取得新的进展。除了传统的工具和零部件打印外,还开始尝试在太空中打印生物组织、建筑材料等更复杂的物体。 2. 首次太空生物3D打印 2018年,俄罗斯宇航员在国际空间站上利用3D生物打印机打印出了实验鼠的甲状腺,这是人类首次在太空打印出生物器官。这一成就不仅展示了太空生物3D打印的可行性,还为未来在太空打印更复杂的人体器官和组织铺平了道路。 3. 首次太空连续纤维增强复合材料3D打印 中国在2020年5月的长征五号B载人飞船试验船上,成功搭载了自主研发的连续纤维增强复合材料3D打印机,成为全球首个实现此类技术的国家。该技术采用连续纤维束与热塑性聚合物作为原材料,通过自主研发的打印头实现复合浸渍与熔融沉积,实现了复合材料的一体化制备与成形。 4. 首次太空激光金属3D打印 2024年,空客公司制造的金属3D打印机在国际空间站上成功完成了首批液化测试线的沉积,打印出了熔化的“S曲线”,标志着3D打印机调试成功,并开始进行样件打印工作。 无论是用于空间站的维护、工具的即时制造,还是安装接口及机械部件的替换,太空在轨制造都展现出了无可估量的价值,为未来的太空居住与探索开启了全新的可能性。
  • AI+3D打印融合开发火箭发动机,从诞生概念到试车用了2年

    AI+3D打印融合开发火箭发动机,从诞生概念到试车用了2年

    3D打印技术如今已经成为航天发动机的重要研发和制造手段。尤其是伴随着AI技术的发展,航天领域正在将两项技术进行融合创新。 但你是否还记得业内首次出现由AI设计和3D打印制造的发动机是哪一款,哪一年? 2022年,EOS突然展示了两款通过计算机算法和人工智能以及3D打印技术创建的结构极其复杂的气动塞式(Aerospike)火箭发动机。虽然只是展示样件,但在当时引起了轰动,它是航空航天领域和3D打印行业首个由人工智能创建的火箭发动机结构。这款发动机极其复杂,高80厘米,具有大长径比的薄壁、蜂窝点阵及再生冷却流道。两家合作伙伴都表示,将这种设计复杂性与这种规模的可靠打印能力相结合,将推动新的创新。EOS分别使用M400-4和AMCM M4K系统打印了IN718和铜合金的版本。 而将AI设计与3D打印技术制造的气动塞式发动机首次搬上试车台,是2024年底由LEAP 71团队首先实现。该团队仅用3周就完成了此前人类工程师需要数年时间才能实现的研发突破。其使用最新的Noyron大型计算工程模型开发并使用3D打印制造的最新型气动塞式火箭发动机,并进行了热试车。该发动机使用液态氧和煤油作为燃料,具有5000N的推力。 2025年低,LEAP71团队再次取得重要进展,他们设计和制造出一台20kN推力的气动塞式液氧甲烷火箭发动机进行了热点火测试。 LEAP 71可谓是当前全球范围内大胆尝试AI+3D打印开发火箭发动机的最知名品牌。气动塞式发动机,被誉为是航天航天领域的新一代引擎。然而,该产品从最初提出需求到热火测试同样仅用了3周。 3D打印技术参考注意到,发动机在设计阶段就融合了制造思维,LEAP 71将3D打印技术的制造约束直接“喂”给Noyron LEAP 71计算工程模型,后者直接生成了一个面向3D打印制造特点而优化的设计。这大大减少了设计迭代次数,使得首次成功率很高。 中间产品:2024年底测试的气动塞发动机半剖;右侧产品2025年测试的液氧甲烷气动塞发动机 笔者查询到,这款发动机由Aconity3D公司提供制造服务,其AconityTWO 3D打印机针对产品特点进行了系统的工艺参数优化,目的在于提升表面质量并且确保内部冷却流道的尺寸精度。它的整个制造过程也严格受控,确保制造过程稳定、可靠而且可重复。 发动机采用CuCr1Zr铜合金制造,这种合金具有综合的热导率、机械强度和成本优势。热处理在真空环境中快速完成,防止了表面氧化并改善了组织结构和性能。 Aconity3D公司指出,在该项目中,所有合作伙伴均紧密协作,降低了技术风险,缩短了交货时间,共同推动测试并取得了重要成果。 两项技术融合产生的爆发力也在国内航空航天领域引发关注。2025年,商业航天新秀微光启航宣布联合LEAP71开发出了创新的3D打印同轴剪切喷注器 微光启航表示,AI与3D打印技术的结合,让这款产品的零件数量减少了98%、研制周期缩短了70%、成本也降低了80%。它不仅是国内首款将两项技术融合应用于液体火箭发动机研制生产的气气喷注器,也是将全球前沿“AI+计算工程”技术快速转化为工程实物的一个标志性产品。 此外,随着商业航天竞争越来越激烈,相信AI设计和3D打印技术的结合的应用落地案例将会越来越多。同时笔者也相信,我国也在推进开发自己的大模型产品,通过将AI技术应用于发动机设计,结合我国成熟的3D打印技术,航天发动机的腾飞也将指日可待。 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。#增材制造 #3D打印
  • 一种新型几何形状被发送到国际空间站,很可能是3D打印的

    一种新型几何形状被发送到国际空间站,很可能是3D打印的

    3D打印技术参考注意到,NASA于不久前将一个被称作“软细胞”的特殊几何体发送到了国际空间站,并开展了一项太空失重环境下的注水试验。有消息指出,这是在太空进行的最引人注目的实验之一。 笔者查询到,这种新的几何形状由牛津大学数学研究所与匈牙利布达佩斯科技经济大学的研究人员于2024年发现,双方还以“Soft cells and the geometry of seashells”为题发表了论文。他们将这种新的几何形状称之为“软细胞”,因为它没有尖锐的顶点、棱不是直的、表面也不是平面的。在一个名为f2的变体中,形状类似与肥皂膜拉伸覆盖在线框上形成的表面。 在2025年11月19日发布的另一份新闻稿中,同一批科学家公布了一项关于“F2”型软细胞实验的结果,该结构具有极小的表面积。它在国际空间站上停留了六个月。 该实验由匈牙利航天计划HUNOR主导,并获得NASA和Axiom Space(公理太空,美国私营航天企业)的协助。实验的目标是在微重力环境下向软细胞结构中注水,观察其柔软曲面在不受液体重量影响时的行为,实验结果令人惊讶。 消息指出,这项实验最初的目的仅仅是想向高中生进行简单演示并讲解物理原理,但结果却出乎意料。结果显示,水在失重环境中展现出了地球上无法观察到的独特形态——它会形成具有负曲率的形状,而这些形状在我们的引力场中会立即变得不稳定。 但笔者从多方都没有查询到这种结构的制造工艺,甚至还特意去查询了论文。但这种复杂的结构很有可能使用3D打印技术制造,至少我们没有在表面看到任何连接的迹象。即便它不使用FDM打印,SLS工艺也具有极好的适配性。3D打印技术制造这种结构,实在太简单了。 这也不仅让笔者联想到2023年官媒报道过“中国空间站'太空菜园'丰收景象”的报道。由北京工业大学陈继民教授团队研发的新型航天弹性体材料3D打印技术,制造了我国第二代太空栽培杯,满足了空间站植物生长的特定要求。 同样的,用于植物培育的栽培杯也是植物生长的营养物质的载具,这些包含水分的营养物质在失重环境下可能也会出现NASA实验中同样的现象。陈继民教授指出,因为太空环境特殊,栽培杯的结构需要特殊设计,它可以实现水分的循环。此外,材料还必须满足密度、强度以及密封性等多重性能指标的要求。 所以说,一个看似简单的结构,在太空环境下的使用效果跟地面相比将完全不一样。这些新结构可能真的能让科研人员重新理解一些物理现象和规律,进而实现更深远的科研探索,例如能不能在月球上建设无棱角的建筑。 最后,3D打印技术参考还发现,关于该结构的可3D打印模型已经在MakerWorld上线。
  • 我国火箭推力室3D打印,又一空白被填补!

    我国火箭推力室3D打印,又一空白被填补!

    3D打印技术参考注意到,宁夏日报12月16日消息,中色东方下属企业宁夏东方智造科技有限公司自主研发的增材制造米级铌钨合金复杂结构推力室成功交付!它不但填补了国内在大尺寸难熔金属3D打印领域的技术空白,也为我国航天极端工况部件的制造开辟了新路径。 相比传统工艺,该推力室的重量减轻了30%。而在航天发射中,每减重1公斤就可以节省数万元的发射成本。 从材料上来说,这也是一项有重要意义的突破。铌钨合金是第二代航天高温铌基合金,熔点高达2500℃、强度是传统铌铪合金的两倍以上,是极端环境的理想选材。 但是,材料的高熔点也造成加工难度极大,即便是采用金属3D打印也绝非易事。火箭推力室的尺寸达到米级,内部还有近百条要求±0.1mm精度的冷却流道,这使得制造难度成倍增长。 报道显示,东方智造拥有国内唯一的钽铌合金增材制造全产业链优势,依托其核心专利和中色东方的技术支持,通过深入联系材料特性与航天标准及多次技术迭代,研究团队攻克了高熔点材料的3D打印成形,复杂结构精度控制以及应力均衡等难题。 3D打印技术参考查询到,东方智造公司以难熔金属、难熔金属基合金、难熔高熵合金冶炼加工、球形钽粉、钽钨合金粉、铌粉、铌钨合金粉加工与销售3D打印产品设计、3D打印服务、3D打印产品销售为主营业务。 2024年,华曙高科报道指出,其正与东方智造一起,在难熔金属大尺寸、产业化3D打印解决方案及打印服务方面展开合作,后者已引入华曙FS271M、FS273M以及FS511M金属3D打印机。 东方智造难熔合金3D打印应用(来自华曙高科) 铌合金被当作镍基高温合金的潜在替代品。镍基高温合金机械稳定性极限大概为1050°C,超过这个温度性能就会下降。而铌合金在极端热负荷下仍能保持强度,所以是发动机喷嘴、卫星推进器和控制面等部件的理想材料。3D打印技术能够制造出锻造或铸造难以做到的轻量化和复杂几何形状,因此关于铌合金的3D打印也被国外同行所重视。 Castheon公司3D打印的Nb C103推力室部件 如要将铌合金用于3D打印,还需要优化材料的成分和粉末特性,使其能够可靠稳定的进行3D打印,产品微观结构应稳定,性能应一致,更需要满足航天认证标准。 3D打印技术参考注意到,美国制造研究院于2024年拨款600万美元用于资助6K Additive开发铌合金在粉末床熔融和定向能量沉积应用中的性能。 美国宇航局格伦研究中心近期进行了一项研究,评估了增材制造的铌合金C-103、FS-85和Cb-752材料的力学性能。特别关注这些材料在高温环境下的拉伸强度以及抗蠕变特性。结果显示:FS-85和Cb-752两种铌合金在高温下的机械强度比C-103更高,抗蠕变性能也更加出色,因此这两种材质对于热应力推进及热防护系统来说有着重要的应用潜力! Nikon SLM Solutions 3D打印的C103铌合金 总的来讲,铌合金的3D打印正日益受到越来越多的关注。但国内在该领域开展研究的机构仍然很少。东方智造此次交付米级的3D打印推力室,不仅仅是填补了空白,也意味着我国的用户单位已经察觉到3D打印制造难熔合金在航天领域的重要性,相信后续的进展将更迅速。 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。
  • 8550万!中航重机向子公司增资,重点发展增材制造业务

    8550万!中航重机向子公司增资,重点发展增材制造业务

    3D打印技术参考注意到,中航重机于12月15日发布公告称,公司拟向控股子公司中航天地激光科技有限公司增资8550万元,以加快增材主业研发能力建设,补齐主要研发能力短板,同期解决场地购置和基础条件保障建设问题。 公告指出,为贯彻落实航空工业集团聚焦航空主业、提升市场竞争力的战略部署,把握增材制造作为航空产业关键结构优化与制造技术的重要机遇,同时实现“十四五”至2035年期间锻铸和激光增材复合制造在飞机结构一体化设计中占据重要地位与市场份额的目标。 同时,发挥区位优势,保障中航重机北京营销中心、研究院北京分院功能,结合激光公司市场需求和增材制造行业发展现状,进一步增强激光公司技术研发和产业能力。 经查询,中航天地激光科技有限公司成立于2011年成立,主要从事大型钛合金、高强钢等高性能金属结构件激光快速成型技术的研发、生产加工及销售。2013年来自种种有色网的一篇报道指出,中航天地激光科技的大型钛合金等金属增材制造依托王华明院士团队的”钛合金构建激光增材制造技术”开展产业化运作。 激光能量沉积过程,与正文无直接关联,仅为演示 3D打印技术在我国航空航天产品的制造过程中发挥着重要作用。2022年,央视就曾报道指出,目前我国3D打印技术在飞机上的应用,已经达到了规模化、工程化的程度,在世界上处于领先位置,我国还在引领相关技术在该领域的发展。当时的报道就已经提到,3D打印的零部件已经批量装机。 在中航天地激光科技有限公司2025年发布的内容中,笔者发现,该公司强调在“增材+”领域的核心竞争力。依托航空工业深厚的技术积淀,公司在增材制造工艺创新方面形成显著优势,尤其在高性能金属构件复杂成型、精密加工等环节具备行业领先水平,能够精准匹配高端装备对定制化零部件的严苛要求。 根据公告,2024年,中航天地激光实现营业收入6308.53万元,净利润为145.58万元;截至今年7月底,激光科技资产总额、所有者权益总额、资产负债率分别为1.48亿元、0.53亿元和64.12%。
  • 美国AI设计液氧甲烷发动机三周点火,我国全3D打印涡扇首试成功!

    美国AI设计液氧甲烷发动机三周点火,我国全3D打印涡扇首试成功!

    3D打印技术参考注意到,知名计算工程+发动机3D打印开发商LEAP 71,最近成功对两台完全不同的20kN液氧甲烷火箭发动机进行了热点火测试——一台是传统的钟形喷嘴,另一台是全尺寸的气动塞式发动机(被称为下一代航空引擎)——这两台发动机从规格制定到首次点火,不到三周! 尽管两种发动机在形态与内部构造上完全不同,但它们都依托Noyron大型计算工程模型来设计,遵循相同的物理原理与逻辑,完全由代码生成,无需人为干预。 气动塞式发动机被视作航空领域的下一代引擎,有着环形燃烧室与中央尖锥的结构特点。从理论来讲,它较传统发动机有更高效率、更宽泛的应用范围以及更出色的动力性能。然而,截至当下,并无任何公开报道表明搭载气动塞发动机的飞行器成功进入过太空。 本次测试的钟形喷嘴发动机 本次测试的气动塞式发动机 LEAP 71此前于2024年12月测试了一款5kN的煤油混合气动塞发动机。由于启动瞬态过程中遇到的问题,只能进行一次点火;然而,它达到了50巴的满燃烧室压力,验证了设计的基本原理。 LEAP 71展示了三台使用频繁的发动机,包括去年进行过热试车的5千牛气动塞发动机(中间,已切开),2025年11月底测试的20千牛MethaLOX气动塞发动机(右),以及传统的钟形喷嘴式发动机(左)。 此次测试的发动机均能产生2吨推力,适用于轨道运载火箭。测试活动是对Noyron系统进行最新验证,收集了关键数据,并反馈给Noyron模型。该系统能够直接输入发动机的设计参数进而生成可以3D打印的复杂结构。它将第一性原理的物理学、工程逻辑、制造极限和实际要求整合进一个统一的系统中,并直接输送到制造流程当中。 LEAP 71联合创始人表示,“Noyron是我们持续尝试将工程流程全面编码到一个可以独立于人类运行的计算模型中的项目——它能大幅缩短迭代时间,并使以前不可能实现的目标成为可能。这些物理测试,实际上是对引擎进行热启动——产生只能在现实世界中获得的关键数据”。 LEAP 71首席执行官兼Noyron首席架构师Josefine Lissner表示,“甲烷是一种难以建模的复杂推进剂,与以往测试的煤油燃料不同,甲烷在不同温度和压力下的密度变化非常大。因此,Noyron得精准预测才能造出可用产品。而且,发动机尺寸变大也带来自身运行难题。” 太空推进是LEAP 71的重点研究领域之一,在过去的18个月里,该公司平均每四周一次就会对Noyron生成的发动机进行点火测试,从而获取物理模型的极限。 全国首例!我国全3D打印涡扇发动机地面试车圆满成功 截至发稿前,笔者注意到另一则重要消息。西安空天机电智能智造有限公司宣布,近日由中国科学院工程热物理所、中科航星股份公司等联合研发,并由西空智造3D打印的涡扇发动机,顺利完成地面试车。 作为国内首例依托增材制造技术实现整机部件一体化成型的涡扇发动机,此次试车成功,标志着我国航空涡扇发动机3D打印制造实现里程碑式跨越。 涡扇发动机示意图,图文无关 这款涡扇发动机彻底颠覆了传统航空发动机“多零件组装”的制造范式,将原本由数百个零件构成的复杂结构,创新性简化为一体化构件。借助激光粉末床锻打印等先进增材制造工艺,不仅实现了传统锻造技术难以企及的仿生冷却流道、拓扑优化结构等尖端设计,更实现核心零部件数量缩减40%以上、结构重量减轻25%的显著突破,有效提升发动机推重比,为航空动力装备的轻量化、高性能发展开辟了全新路径。
  • 美国防巨头诺格,成功测试冷喷涂3D打印的火箭发动机推力室

    美国防巨头诺格,成功测试冷喷涂3D打印的火箭发动机推力室

    3D打印技术参考了解到,美国防国防巨头诺斯罗普·格鲁曼公司从今年4月开始与澳大利亚冷喷涂增材制造设备制造商Titomic合作,测试该技术在航空航天领域压力容器制造中的应用。两家公司在12月3日发布公告,采用冷喷涂技术3D打印的固体火箭发动机推力室成功完成热试车。 测试结果显示,推力室结构完整性、强度以及耐热性都表现优秀,不但符合而且超出了航空航天和国防推进系统所需要的性能要求。这次成功的测试,展现出冷喷涂3D打印工艺在航天领域有着极为广阔的应用前景,而且它具备其他基于激光的技术所没有的优势。 采用冷喷涂沉积多材料部件 3D打印技术参考在此前已经介绍过冷喷涂3D打印的工作原理,该工艺不需要传统的高温热源就可以快速生产高质量的金属部件。它采用压缩空气将金属粉末颗粒加速到超音速,然后撞击基体表面,粒子在与基体接触的瞬间产生了剧烈的塑性变形,接触面积增大,加上撞击速度快、作用时间短,产生的热量来不及散失,温度的升高使粒子和基体部分熔化,形成局部冶金结合。 粒子加速喷射 粒子撞击粘附过程 在应用方面,冷喷涂3D打印目前比较多的用于飞机等的维修,而且技术非常成熟。超卓航科是国内少数掌握该技术的企业,而且已经在科创板上市。另一方面就是被用于火箭发动机制造,尤其是开发双金属结构。这项技术可以在不断的时段输送不同的粉末,进而达到双金属一体构建的目的。比如NASA就采用冷喷涂技术3D打印制造了Cu-Cr-Nb(GRCop-42)铜合金和Fe-Ni-Cr(HR-1)高温合金的一体式双金属发动机部件。 NASA冷喷涂3D打印制造的双金属发动机部件 诺格公司此前采用激光丝材3D打印火箭发动机,包括冷喷涂技术在内,该公司正在广泛的测试多种增材制造技术。从这个角度来说,国外的发展可能真的不比国内先进到哪里去。 冷喷涂3D打印制造的双金属发动机部件 对于冷喷涂3D打印技术,市场角度其实存在一个有意思的事情。超卓航科近日的公告显示,“受航空航天零部件及耗材增材制造业务受飞机维修周期影响,公司出现利润下滑的现象”,这其实从另一个角度是不是说明了冷喷涂技术的制造质量很高,同时该技术进一步的制造潜力很大呢? 相对基于激光的增材制造技术来说,冷喷涂工艺确实是被关注的最少的工艺类型之一。除了用于航天部件制造之外,3D打印技术参考还了解到,该技术还被用于半导体领域的靶材制造,并且具备沉积效率高、材料致密几乎无缺陷、性能优越等优势。对于冷喷涂3D打印工艺你有哪些见解?欢迎留言讨论!