有內容 有深度 有態度 歡迎關注
近年來，增材製造技術呈現出持續快速發展態勢，軍事強國圍繞增材製造技術進行研究攻關，加速推進其在各類武器裝備研製與維修保障中的應用。隨著製造工藝、適用材料、裝置加工能力、技術標準等不斷優化和完善，增材製造工藝將獲得更加廣泛的應用，並擴充套件到更多的武器裝備及其關鍵零部件設計及研製生產中。
綜合分析近年來增材製造技術的研究進展，以及外軍増材製造應用的典型事例，可以預見，未來將在八個方面將取得顯著突破，成為武器裝備增材製造技術應用的主要方向。本期我們介紹第一方面：突破發動機等複雜系統的設計侷限，改進武器裝備效能。
隨著航空航天領域的發展，發動機等複雜系統的效能要求越來越高，產品研發難度也將顯著增大，採用傳統設計製造模式難以滿足需求。增材製造技術在複雜系統設計及製造方面的優勢將使其在發動機等裝備研發生產中獲得廣泛的應用。近年來，外軍已將增材製造技術用於火箭發動機、航空噴氣發動機等複雜系統的製造，不僅簡化了設計流程，並且實現了傳統制造手段無法滿足的設計要求，大幅縮短了生產週期，降低了生產成本，同時提升了武器裝備效能。接下來我們介紹幾個典型案例。
▌實現世界首臺電動液體火箭發動機快速低成本研製
2016年，美國火箭實驗室公司開發出世界首臺採用電動泵輸送推進劑的液體發動機——＂盧瑟福”，其75％以上的部件採用增材製造，可3天完成生產。由於減少了燃氣渦輪泵系統中大量複雜的管路、閥門，及燃氣發生器等裝置，可大幅降低複雜度和製造成本，提高可靠性，便於快速批量生產。截至7月份，該公司已列印了100臺盧瑟福火箭發動機。
Rocket Lab執行長彼得•貝克與3D列印（EBM）製造的火箭引擎
▌實現火箭發動機噴嘴創新設計
火箭發動機噴嘴的外部結構看起來簡單，但其內部結構非常複雜。2018年，NASA馬歇爾太空飛行中心採用鐳射直接沉積金屬絲材（LWDC）的方法，實現噴嘴冷卻液通道的精確封閉，同時在適當的位置形成支撐結構，實現了火箭發動機噴嘴的創新設計，將噴嘴的製造週期從幾個月縮短至幾個星期。
NASA採用LWDC製造的多材料複合再生冷卻推力室關於該工藝及產品的具體研究資料已上傳QQ群
▌GE公司將增材製造技術作為發動機設計製造的重要手段
2017年，GE公司採用面向增材製造的設計和製造方式完成了T901-GE-900渦輪軸發動機樣件的生產，該發動機中使用了大量的增材製造零部件，其中一個零部件是由原來需要51個子部件組裝而成的，使T901發動機的重量降低了20%，經過測試，其效能也獲得了提升。
END
目前，該應用方向主要開展了複雜結構件設計、面向增材製造的設計、蜂窩結構設計優化、增材製造可靠性提升等關鍵技術研究。未來，火箭發動機、航空發動機等複雜系統將大量採用增材製造設計和生產，並且更多的複雜系統將逐漸採用面向增材製造的設計，突破傳統設計侷限，實現效能提升和創新式發展。更多內容，請關注延伸閱讀。
關於NASA採用LWDC製造的多材料複合再生冷卻推力室的具體研究資料已上傳QQ群。
延伸閱讀：
兵器：3D列印助力巡航導彈等高超聲速武器製造
GE9X發動機：多材料金屬3D列印航空應用的集大成者
3D列印在固體火箭發動機上的研究現狀及國內應用案例
3D 列印在航空航天領域的研究現狀及國內應用案例
3D列印火箭再生冷卻推力室的材料、機遇與挑戰