中国的长征5号火箭有50个3D打印零件
发布时间:2020-08-11 09:18
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在过去的两年中,中国在轨道发射方面一直处于世界领先地位,随着中国航天局向太空派遣重大探索任务,2020年似乎仍将沿着这一趋势发展。朝着探索地球的太阳系迈出了第一步,中国向火星派出​​了长征5枚火箭。这不仅是其首款从头开始设计的运载火箭,专门针对非高液性液体火箭推进剂,而且还采用了增材制造零件。为此,当地的济南3D打印系统供应商Farsoon Technologies使用了激光烧结平台和高性能材料,为火箭的静态发射裙生产了50个零件。

7月23日,“长征5号”火箭在离中国大陆海岸仅数英里的海南岛文昌航天发射中心爆炸,携带一颗轨道器,着陆器和流动站,旨在解决有关“红色星球”的地质,环境,和气氛组成。几乎没有发布有关该任务的详细信息,甚至在发射前仅两个月就透露了名称和徽标,但一旦它在七个月内到达计划的轨道,则名为天文一号的机器人任务就翻译成了 “关于“天” –将尝试在火星上方部署一个轨道飞行器,然后在火星表面放置一个着陆器和火星探测器,

由中国运载火箭技术研究院(CALT)开发的功能强大的Long March-5重型火箭具有5米的大直径和4个3.35米的助推器,可在低地球轨道(LEO)上运载25吨载荷14吨地球同步转移轨道。长征5号火箭具有高效的多级设计,可在推进剂用尽时抛弃其结构的各个阶段,从而降低了剩余火箭的质量,并使剩余级的推力更容易地将火箭加速至所需的最终速度和轨道高度。在火箭界称为阶段,这一过程会重复进行,直到最终阶段的发动机燃烧到完成为止,并涉及精心设计的阶段间结构系统,该系统需要功能强大,耐用的零件,包括静态发射裙。

中国长征5号火箭的3D打印静态发射裙边零件。(图片由Farsoon Technologies提供)

Farsoon Technologies解释说,在许多支撑部件中,静态发射裙板在舞台和后支撑环之间提供了临时的结构介质,以保护解锁装置。它是圆柱形的,并配有内部和外部提升点,便于舞台操作。经过仔细评估,科学家们根据操作条件设计了优化的静态点火裙,并使用了Farsoon最大的塑料零件开发系统HT1001P激光烧结平台来制造最终用途的零件,该平台具有一个1,000x500x450 mm的成型圆柱体。对于3D打印材料,公司工程师选择了高性能聚合物粉末FS3300PA,由于其强度和韧性,易于组装,良好的防水后加工性能以及盐雾来评估极端的耐大气腐蚀性能。

机器的连续运行有助于提高高质量的功能性最终静态烧制裙边的生产速度,并降低制造成本,该裙边由50个单独的青岛3D打印件组成,每个尺寸为370 x 100 x 125毫米,并且仅用48小时即可完成生产,由Farsoon撰写。组装后,这些零件就构成了直径为5,000毫米的圆柱结构。

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Farsoon Technologies的HT1001P激光烧结平台。(图片由Farsoon Technologies提供)

根据中国国家航天局(CNSA)的数据,天文一号目前已经在8月2日成功完成了第一次轨道校正,这是在太空中进行了超过230小时的飞行并且距地球300万公里之后。一旦成功,天文一号将成为第一个完成一次轨道飞行,着陆和漫游的火星探险。到达目的地后,预计该重型火箭将与另外两个也在2020年火星发射季节期间起飞的任务,载有该国首个行星际探测器的阿拉伯联合酋长国希望轨道飞行器以及美国的期待已久的Atlas V火箭火星2020恒心漫游者任务。

长征5号火箭从地球到火星,在到达红色星球之前先行了七个月。(图片由Farsoon Technologies提供)

Farsoon Technologies总部位于中国南部的湖南省,由激光烧结专家徐小树于2009年成立,现已成为工业塑料激光烧结和金属激光烧结系统的大型系统供应商。该公司通过与中国政府达成的协议,管理着中国第一个国家3D打印实验室,并通过创建Farsoon Americas扩大了其在北美金属增材制造领域的直接销售。

通过对太空科学做出贡献,并继续证明青岛3D打印如何成为适用于各种最终用途的创新制造方法,Farsoon 在帮助中国航天局在“红色星球”及其以外地区建立可持续发展地位方面发挥着重要作用。这是为国家的未来扩展航天器制造中增材制造能力的新机会,尤其是随着中国成为该地区的主要航天大国。