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重磅!华曙高科3D打印助力长五“天问一号”成功发射

浏览次数: 日期:2020-07-29
 
7月23日12时41分,长征五号运载火箭在中国文昌航天发射场成功点火起飞,中国迈出行星探测的第一步——奔向火星!这是长征五号运载火箭首次执行应用性发射,成功将天问一号火星探测器送入预定轨道。
 
 
其中,长征五号运载火箭上的一个重要部件——级间解锁装置保护板,正是中国航天科技集团公司中国运载火箭技术研究院航天材料及工艺研究所通过采用华曙高科连续增材制造系统(CAMS)HT1001P解决方案加工而成。
 
 
航天是一项高风险的行业,航天飞行器总体设计的过程就是将看似神秘的诸多技术指标细化分解成对各个系统兼具可行性和可靠性的具体设计要求,并最终通过各个具体技术细节的有机结合,完成人类翱翔太空的使命。其中航天分离技术恰恰是航天飞行器总体设计中的一项极为关键技术。
 
火箭在工作期间所获得的速度增量与发动机开始工作时的火箭总重m0和发动机结束工作时的总重m1相关,m0/m1的比值越大,火箭就能获得越大的速度增量。有效载荷要进入太空工作,至少要被加速到第一宇宙速度,多级火箭通过不断将完成工作的部分抛弃,火箭m0/m1的比值将不断变化,火箭得以被“接力”加速,最终达到理想的入轨速度,在这一过程中,火箭的各级间的分离过程极为重要。
 
长征五号运载火箭总长约57米,箭体直径达5米,不仅是我国最高、体积最大的火箭,也是运载能力最强的火箭。级间解锁装置保护板其单批次加工件数较少,加工频次较低,如采用传统注塑方式需要使用模具,模具成本高,且模具的保存成本也较高。
 
华曙高科连续增材制造系统(CAMS)HT1001P是目前超大打印幅面的尼龙增材制造解决方案,1000×500×450mm的超大成型缸,可实现大型产品的一体化成型和小型产品的批量化生产。火箭级间解锁装置保护板每个部件尺寸约为370mm*100mm*125mm,最终整个部件尺寸直径约5000mm,采用HT1001P打印近50件拼接而成,耗时仅48小时。
 
 
此外,较之原有铝合金材质,该保护板采用3D打印高分子材料,安装更为灵活便捷,表面的红色喷漆具有防水、防盐雾功能,可起到良好的防护作用。
 
本次任务成功后,我国将成为世界上第一个首次通过一次任务实现火星环绕和着陆巡视探测的国家,也将成为世界上第二个实现火星车安全着陆和巡视探测的国家。此次华曙高科与航天材料及工艺研究所的成功合作,既推动了增材制造技术在我国航天航空领域的深化应用,又实现了国产新型大幅面增材制造装备的应用验证,标志着我国航天增材制造迈出了坚实一步。

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