3D打印技术在航天复合材料制造中的应用

复合材料作为新一代结构材料已大量应用在航天遥感器结构中,如相机支架、承力框、遮光罩等。低成本、高效率的制造技术是进一步推进复合材料应用的重要途径,三维(Three dimension,3D)打印技术的出现为复合材料的低成本快速制造提供了可能,随着技术的发展,复合材料的3D打印技术逐渐成为该技术的一个新兴领域。文章介绍了以纤维增强树脂基复合材料为打印材料的3D打印技术的研究情况,结合航天遥感器用复合材料产品的特点对3D打印技术在航天复合材料产品制造上的应用进行了分析。     

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。     

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     

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。     

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。     

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     

陶瓷基复合材料在火箭发动机上的应用

综述了连续纤维增强陶瓷基防热结构复合材料的研究现状、航天应用及制备方法 ,包括 Zr C、Hf C、Ta C基耐烧蚀复合材料 ,Si C、Si3 N4基热结构复合材料 ,Al2 O3 、Zr O2 基绝热复合材料     

选择性激光熔凝（SLM）技术将用于下一代重型运载火箭

据NASA网站2012年11月6日报道，选择性激光熔凝（SLM）技术（一种类似于3D打印的技术）将被NASA运用于下一代火箭的建造中。NASA马歇尔航天飞行中心的科学家和工程师们将采用这种先进技术制造复杂的金属零部件，用于航天发射系统（SLS）重型运载火箭。     

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。     

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.     

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、     

3D打印，不只看上去很美

时下，“3D打印”是个炙手可热的新词。“百度”一下“3D打印”，与之相关的网页达2880万个。事实上，3D打印不仅仅是“看上去很美”，最近发生的几个事例表明，它已经在航天制造业的一些领域，得到实实在在的应用。     

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。     

面向航天器装配测试的机器人系统及应用(上)

<正>一需求背景当前我国已制订了系列发展规划纲要以促进我国航天技术发展及能力提升,其中《中国制造2025》规划提出了"制造"向"智造"转变的目标,航空航天装备是其中的重点领域,机器人、3D打印、物联网技术被确定为重点发展方向。另外,我国中长期科学和技术发展规划纲要中也确定了载人航天与探月工程等16个重大专项,提出加速航天产品制造向智能化方向推进,对我国制造业整体的转型     

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。     

美一创企要3D打印整枚火箭

正3D打印(又称增材制造)无疑已成为航空航天业的一项重要技术。越来越多的厂家正在采用这项技术来制造卫星和火箭部件,因为它能造出比用传统工艺更轻或更省钱的部件,甚至能造出采用传统工艺造不出的部件。而有一家初创企业正在把这项技术运用到极致。最近才走出隐身模式的这家企业名为相对论空间公司,位于洛杉矶。它打算利用3D打印来生产整枚火箭,声称这样做的效费比将高于采用传统制造工艺。在该公司只有20多岁的共同创始人和首席执行官埃利斯看来,整箭打印绝对有其道理。他最近接受采访时说,这是3D打印技术     

航天资讯

正Cevotec公司将纤维贴片铺放技术应用于夹层结构复合材料世界网2018年8月6日报道,德国Cevotec公司将纤维贴片铺放(Fiber Patch Placement,简称FPP)技术扩展到了夹层结构上。FPP是一种自动预成型和铺层技术,可生产应用于航空航天、汽车、医疗设备和运动设备的复杂纤维增强复合材料部件。FPP将增强材料切割成定制补丁,并自动铺放在工具上,得到形状复杂的3D铺     

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。     

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。     

金属基复合材料工艺

金属基复合材料是适应航天技术发展的需要而发展起来的一种新材料。复合材料的显著特性是材料性能的可设计性及材料制造与构件制造的统一性。金属基复合材料是按其组分、形态可分为纤维增强、粒子增强、弥散强化、包层金属板等。其成型工艺包括液态法及固态法。中间产品预复合丝的制造方法有电镀法、化学镀、化学气相沉积与振动强化浸渗法等。预复合带的制造有胶接无纬带、喷溅带、离子喷溅带、双箔无纬带等工艺。非连续纤维增强金属的成型包括挤压铸造、机械搅拌一半固态铸造和粉末冶金等。定向凝固共晶复合材料又称自生长材料,通过控制冷凝方向可使共晶或接近共晶的合金中生长出沿冷凝方向整齐排列的纤维或片层.综上所述,金属基复合材料的成型工艺已成为航天工艺先进水平的重要标志。