3D打印技术在航天复合材料制造中的应用

作为新型材料,复合材料在航天领域有较为广泛的应用,很多航天器的结构都会应用到复合材料。航天结构制造中,将复合材料与3D打印技术结合则有事半功倍的作用。文章阐述3D打印技术的原理及能够用于复合材料的3D打印技术,介绍热塑性和热固性短切纤维、连续纤维的3D打印技术,针对3D打印复合材料制造缺陷,给出3D打印技术的未来发展方向。     

3D打印技术在空间站梦天实验舱上的应用

面对梦天实验舱次结构减重需求，提出了面向3D打印技术的次结构拓扑优化设计的方法，完成并掌握了3D打印次结构从设计、工艺、制造、检验等全周期的研制流程。在梦天实验舱发射载荷条件下，通过结构有限元分析及试验验证，对3D打印次结构性能进行了考核。结果表明:在具有一定强度和刚度裕度的前提下，支架减重效果较为明显，面向3D打印技术的次结构拓扑优化设计的方法具有广阔的工程应用前景。     

微小型运载火箭发动机发展分析

随着微小卫星的广泛应用,很多公司积极投入微小型运载火箭的研制和试验。近几年来,微小型运载火箭发动机技术有了长足发展。发动机是运载火箭最复杂、最重要的组成部分,是决定火箭性能和成本的关键因素。通过追踪国外微小型运载火箭发展现状,重点从发动机设计继承改进、新型塞式发动机应用、组合循环发动机、发动机3D打印制造以及发动机先进复合材料应用等方面分析了其所采用发动机的关键技术,并从发动机的继承改进、创新应用和低成本制造等方面提出了一些发展建议。     

数字化制造技术在航天遥感器生产中的现状与发展方向

阐述了数字化制造的含义以及航天遥感器的特点,指出该类产品对数字化制造技术的需求。介绍了数字化制造技术在航天遥感器生产中的应用现状,并指出了存在的问题。最后,根据今后遥感器的发展趋势,着重分析了数字化制造技术在生产中应用的发展方向。     

航空航天复合材料应用的最新进展

文章介绍了先进复合材料的最新进展情况,内容包括用于最新复合材料体系的各种增强纤维、树脂基体,及复合材料结构设计的一些新概念。重点介绍了低成本和高效的制造技术。复合材料重要结构件的制造技术在不断改进,制造出的部件不仅精度和强度更高,而且更显成本效益。文章还介绍了航空航天领域一些新研发的复合材料结构件。     

碳化硅铝基复合材料的应用与加工

就近年来国内外对碳化硅铝基复合材料的研究、应用和加工进行综述、分析了碳化硅铝基复合材料在国内航天遥感仪器某型号产品上的应用、测试状况，并详细地介绍了这种材料的机械加工和热处理方法。此外还结合国外对碳化硅铝基复合材料的研究应用现状，提出了这种材料在我国航空航天高科技领域应用发展前景的看法。     

用于大功率航天器的3D打印钛水热管设计及试验研究

针对应用于空间核动力及大功率航天器的高温热排散技术,介绍了一种基于3D打印增材制造技术的钛水热管,满足100～300℃温区热量的远距离传输需求。该热管壳体及毛细芯结构通过3D打印技术一体成型,解决了中高温热管在制造方面的诸多难题。文章对热管的传热能力进行了理论分析,分析结果表明热管在180～250℃区间内传热能力最佳,同时搭建了热管启动以及传热能力的试验验证平台,对热管在水平以及逆重力姿态的传热能力进行了试验验证,并与理论分析结果进行了比较。试验结果表明:3D打印技术可成功应用于槽道热管的制造。该钛水热管后续将应用于航天器高温热排散系统的地面演示系统中,用于连接高温两相流体回路冷凝器和碳纤维材料辐射板。     

增材制造技术在航天制造领域的应用及发展

<正>近年来,随着美国振兴制造业计划和美军技术发展战略的提出,以及太空零重力3D打印机的发射成功,增材制造技术(即3D打印技术)引起各国各领域的高度重视。英国《经济学人报》甚至把增材制造技术提高到推动第三次工业革命的高度。经过近30年的发展,增材制造技术已经从研发转向产业化应用,并正在与信息网络技术深度融合。目前在航空航天、电子、模具、消费品等多行业获得成功应用,其中航空航天领域是其最大的应用领域。航天产品研制生产周期长,且结构精密复杂、多品种、小批量。采用增材制造技术可降     

高通量/甚高通量通信卫星多波束天线馈源阵列先进制造技术研究

高通量/甚高通量通信卫星对多波束天线馈源阵列小型化、集成化、轻量化提出了极高的要求.随着近年来精密制造加工、3D增材打印技术的快速发展,为多波束天线馈电产品的制造加工提供了新的思路和解决方案,为了适应先进制造工艺技术,馈电设计同样需要研究新的结构形式.对多波束天线馈电技术发展进行了总结梳理,针对新型制造加工技术的需求,提出了器件级乃至部件级可行的设计解决方案,为后续新型技术进入航天馈电产品制造领域提供了设计思路和发展方向.     

美国航空航天局碳纳米管研究取得重要进展

正2017年5月,美国航空航天局(NASA)研制的碳纳米管复合材料压力容器(COPV)搭乘探空火箭进行试验以测试力学性能。同年,NASA研发的多功能碳纳米管复合材料结构制造工艺开始迈入商业应用阶段。这些进展标志着碳纳米管复合材料航天产品力学结构部件和多功能结构制造技术研究取得重要进展。碳纳米管及其复合材料有望推动航天材料甚至航天器设计、制造和任务能力的变革。     

液体火箭发动机辐射冷却身部材料研究进展

辐射冷却是上面级和空间液体火箭发动机推力室身部最常用的冷却形式,近年来在部分大推力、高性能二级火箭发动机喷管中也得到了应用。辐射冷却身部材料的耐高温性能和密度,直接影响液体火箭发动机的比冲、推重比和可靠性。通过查阅国内外文献,综述了钛合金、高温合金、难熔金属和碳纤维复合材料等材料在国内外液体火箭发动机辐射冷却身部中研究和应用情况,结合液体火箭发动机推力室身部燃烧室段和喷管段服役工况,对不同材料特点进行了分析。研究对标未来高性能、高可靠和低成本液体火箭发动机的发展需求,并对近年来发展起来的铱/铼/碳-碳复合材料、低密度铌合金和3D打印难熔合金进行了概述。     

NASA对3D打印的火箭发动机燃烧室进行点火试验

正NASA官网报道,NASA正在"低成本上面级发动机"项目下推动增材制造技术的发展,利用增材制造技术大幅降低火箭发动机制造的周期和成本。近期,NASA在马歇尔航天飞行中心成功对3D打印的火箭发动机燃烧室进行了一系列点火试验。上述燃烧室是由铜合金内壁和镍合金外壁两部分组成。此前,马歇尔航天飞行中心已经利用选择     

报告：太空3D打印短期难成气候

美国国家研究委员会（NRC）航空航天工程委员会7月18日发表报告,称眼下正在走红的3D打印技术短期内可能并不会引发一场太空制造革命。这项技术又称增材制造。报告称,增材制造技术的具体效益和潜在应用范围尚未得到确定,其近期能力被明显夸大。不过,虽对这项技术态度谨慎,但报告仍认为3D打印有朝一日确实可能会使航天设备设计发生革命。     

复合固体推进剂增材制造技术研究进展

将具有颠覆性的增材制造技术(3D打印技术)应用于复合固体推进剂领域,相比于传统设计和生产工艺,增材制造技术不受装药芯模限制,可设计生产出药型结构复杂、推力可变的药柱,能够大幅缩短工艺周期,提高生产效率和安全性,并有望实现一体化打印成型。综述了国内外增材制造用复合固体推进剂配方设计及药柱性能、增材制造工艺、增材制造系统方面的研究进展。由于复合固体推进剂药浆的粘性和含能特点,目前大部分研究聚焦在材料挤出成型工艺改进及其相应的复合固体推进剂配方调试、打印药柱的性能提升方面。亟需解决大型复杂药柱配方设计、固化时间长、药柱易变形等一系列问题,以实现复合固体推进剂增材制造工程化应用。     

新型耐高温双马来酰亚胺（BMⅠ）树脂及其复合材料的研究

新型BMⅠ／多烯丙基化合物F树脂体系，具有优异的耐高温性能、力学性能以及良好的工艺性和低成本性。通过对该树脂基复合材料的制备工艺及力学性能研究，分析了BMⅠ／多烯丙基化合物F树脂体系复合材料低成本制造的可能性。     

美国在轨制造技术发展现状及启示

介绍了美国空间焊接、空间增材制造等技术的发展情况,总结了美国在相关领域的研究热点,包括新型的空间在轨焊接方法、下一代多功能3D打印系统、增材制造实现空间大型结构在轨制造技术等,论述了美国在轨制造技术发展对我国在轨制造技术研究的几点启示。研究结果可为我国在轨制造技术未来研发决策布局提供参考。     

航空航天材料发展现状及前景

文章较系统地介绍了航空航天材料的特点、地位和作用,结合具体案例分析了铝合金、钛合金、先进复合材料等结构材料,以及以透波复合材料、吸波隐身复合材料为代表的航空功能材料和以防热耐烧蚀复合材料、梯度功能复合材料为代表的航天功能材料的性能和应用,指出航空航天材料的未来发展方向是高性能、多功能、复合化、智能化、整体化、多维化和低成本化。     

一种基于3D打印技术的太赫兹天线设计

太赫兹天线工作频率高(100GHz～10THz),对加工、装配精度要求严苛。合理有效的天线结构设计是太赫兹天线工程化亟待解决的技术难题之一。文章结合型号研制了一套工作在93.9GHz的太赫兹天线,并采用3D打印技术,详细阐述了天线结构、各组成结构材料和关键点,并根据使用环境,对天线结构进行了验证和电性能测试。地面试验结果表明,整套天线满足各项指标要求,也验证了该天线结构设计的合理性和有效性。本设计的创新点是极小尺寸双反天线的3D打印设计与工艺,且工艺方法和设计思路具有普遍性。基于3D打印的太赫兹天线将在航天领域得到越来越广泛的应用。     

树脂基复合材料缺陷表征与评价方法研究综述

复合材料结构中的制造缺陷严重影响航天装备的服役性能,如何实现复合材料缺陷的高精度检测表征与评价对航天装备的安全性设计意义重大。针对树脂基复合材料缺陷的先进表征技术及评价方法进行概述,重点介绍了复合材料成型工艺与典型缺陷类型、常用复合材料缺陷检测与原位表征技术和复合材料缺陷分析评价方法。通过对复合材料缺陷研究现状的梳理,可见计算机断层扫描技术和基于图像的数值计算方法正以其独特的精确度优势在复合材料缺陷的表征与分析领域崭露头角。同时还对先进的复合材料检测与评价技术在航天装备中复合材料结构安全性设计与可靠性分析方面的应用和发展趋势进行了展望。     

航天科技创新与3DITEP技术（下）

三、创新技术产品应用 航天科技需要创新,需要3D打印技术的助推。航天器上使用的高性能金属构件激光成形技术是以合金粉末为原料,通过激光熔化逐层沉淀,从零件数模一步直接制造出“近终形”高性能大型构件的技术。这一技术由美国于1992年首先提出并迅速发展。由于高性能金属构件激光成形技术对大型钛合金高性能结构件的短周期、