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電子束熔絲增材技術(shù)在航天領(lǐng)域應(yīng)用試驗(yàn)獲得新進(jìn)展 

2023-11-21 09:22
據(jù)海外社交媒體綜合報(bào)導(dǎo),今年2月接收美國西亞基公司電子束熔絲增材技術(shù)打印火箭柵格翼的印度航天器材供應(yīng)商—Ankit公司與印度空間研究組織完成了對首件熔絲打印鈦合金柵格翼的驗(yàn)收工作后,西亞基公司又在數(shù)月內(nèi)完成了其余3件同型號(hào)柵格翼毛坯打印與交付工作,并在印度完成了后續(xù)熱處理、機(jī)加工工序與驗(yàn)收。

10月21日,搭載TV-D1載人飛船模塊,并在整流罩上裝有4片采用電子束熔絲增材技術(shù)制造的柵格翼的火箭成功發(fā)射并完成了飛船模塊軟著陸測試A,這標(biāo)志著印度首次載人太空飛行任務(wù)“加岡揚(yáng)”計(jì)劃首次無人飛行試驗(yàn)取得成功。
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搭載TV-D1飛船模塊并成功完成發(fā)射-回收試驗(yàn)的火箭
(圖片來源:https://www.indiatoday.in)  

本次試驗(yàn)發(fā)射任務(wù)主要測試了載人飛船高空逃逸系統(tǒng)的有效性,該系統(tǒng)與火箭推進(jìn)器分離后完成了海上軟著陸。  當(dāng)運(yùn)載火箭在數(shù)十千米高空的大氣層中出現(xiàn)緊急情況而啟動(dòng)逃逸系統(tǒng)時(shí),為保證載人飛船模塊的氣動(dòng)穩(wěn)定性,需依靠4塊展開的柵格翼將飛船模塊的氣動(dòng)中心后移以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定飛行與著陸。本次飛行試驗(yàn)的成功,標(biāo)志著電子束熔絲增材技術(shù)在航天工業(yè)中的應(yīng)用取得了新的進(jìn)展。
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美國西亞基公司為印度Ankit公司打印的鈦合金柵格翼毛坯
(圖片來源:https://thelocalbrief.com
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美國西亞基公司為印度Ankit公司打印的鈦合金柵格翼毛坯
(圖片來源:https://www.moneycontrol.com

  據(jù)了解,柵格翼、柵格舵尤其是鈦合金材質(zhì)的柵格舵在火箭、導(dǎo)彈上應(yīng)用頗多。除在飛船艙段整流罩上使用外,柵格舵還在各國競相發(fā)展的可回收、可重復(fù)使用的火箭推進(jìn)艙段中大量安裝,并在火箭推進(jìn)艙段再入大氣層降落時(shí)扮演著精確控姿、精準(zhǔn)降落的關(guān)鍵角色。鈦合金憑借質(zhì)量輕、耐高溫、強(qiáng)度高的特點(diǎn),能經(jīng)受多次再入大氣層過程中的高溫、大載荷等惡劣工況的考驗(yàn)并可重復(fù)使用,美國SpaceX公司回收、復(fù)用多次的獵鷹9號(hào)運(yùn)載火箭推進(jìn)艙段上安裝的鑄造鈦合金格柵舵就是典例。(印度人的飛行試驗(yàn)獲得成功后,SpaceX公司是否會(huì)考慮跟進(jìn),也轉(zhuǎn)用熔絲增材技術(shù)快速制造/修復(fù)鈦合金/不銹鋼柵格舵值得關(guān)注)
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美國SpaceX公司可重復(fù)使用的獵鷹9號(hào)運(yùn)載火箭鈦合金柵格舵
(圖片來源:https://www.nbclosangeles.com

電子束熔絲增材技術(shù)憑借高能束與真空成形環(huán)境,使得工件中的氧、氫、氮等元素含量降低,工件疲勞性能好、內(nèi)部缺陷少。且電子束熔絲增材技術(shù)憑借實(shí)際使用成本低、成形速度快、可進(jìn)行修復(fù)/再制造業(yè)務(wù)的特點(diǎn),非常適合快速制造/修復(fù)柵格翼、柵格舵等結(jié)構(gòu)較為簡單、尺寸大且原先采用鑄鍛+機(jī)加或焊接工藝的構(gòu)件,在保證性能的基礎(chǔ)上大幅縮短生產(chǎn)、交付時(shí)間,降低成本。

來源:西安智熔
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