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當電弧增材制造技術與航天相遇

2022-04-24

2022年4月24日是第七個“中國航天日”，這一天也是我國首顆人造地球衛星“東方紅一號”衛星發射紀念日，今年的“中國航天日”以“航天點亮夢想”為主題。那么就為大家科學普及一下：電弧增材制造技術如何與載人航天雙向奔赴？

電弧增材制造技術

電弧增材制造技術（Wire Arc Additive Manufacture，WAAM）是一種采用電弧或等離子弧作為熱源將金屬焊絲熔化，在程序或軟件控制下采用逐層熔覆原理，根據三維數字模型由線-面-體制造出接近產品形狀和尺寸要求的三維金屬坯件的先進數字化制造技術。

電弧增材制造技術在航天領域的應用案例

衛星連接器殼體

2013年9月25日我國在酒泉衛星發射中心用快舟一號甲固體運載火箭，將微厘空間一號試驗衛星送入預定軌道，其搭載的核心部件之一——連接器殼體由中國兵器工業集團材料院寧波所制造。

連接器殼體是火箭與衛星的接口，是保障星箭解鎖分離和成功入軌的關鍵部件，該產品的制造復雜性較高，如果使用傳統的焊接辦法，易產生缺陷，成品率低，時間成本和經濟成本較高。材料院寧波所相關團隊采用電弧增材制造技術，成功突破了增材過程中變形大、加工難度高、后處理復雜等技術難題。該技術具有成型速度快、成型件尺寸靈活等優點，尤其在大尺寸、復雜形狀構件的高效快速成型方面有著獨特的優勢。

全尺寸鈦壓力容器原型

2019年3月7日消息，泰雷茲阿萊尼亞宇航公司（Thales Alenia Space）的團隊成功地制造了用于未來空間探索載人任務的第一個全尺寸鈦壓力容器原型。該壓力容器高約1m，質量約8.5kg，由鈦合金（Ti-6Al-4V）制成，采用電弧增材制造（Wire Arc Additive Manufacturing，WAAM）工藝沉積。由于能夠直接從數字繪圖到最終結構，WAAM將兩個獨立的部分集成到一個部件中，無需長時間鍛造，并大大減少了機械加工產生的廢料量。通過使用這種AM方法，該團隊使用的原材料比通過傳統工藝制造的容器要少30倍。

換句話說，每生產一個容器，就可以節省200多公斤的Ti-6Al-4V。

可回收火箭

Relativity計劃3D打印200英尺高的軌道火箭（稱為人族1號）的幾乎每個組件。其他火箭工廠使用3D打印機快速起草某些組件，但大多數組件是通過復雜的供應鏈從供應商那里引進的。在Flatvity，火箭部件幾乎完全由單臂機器人制造，將金屬噴射成設計復雜的部件，可以替代數百個微小部件。大約90% 的火箭是3D打印的。正因為如此，Relativity 說它可以使用不到 1000 個零件，而傳統火箭使用超過100000個零件。

據悉，Relativity Space計劃2022年將發射世界首枚3D打印火箭。

英尼格瑪電弧增材點亮航天夢想

英尼格瑪于2011年成立，是一家在電弧增材制造技術深耕11年的企業，占國內電弧增材制造技術領先地位，公司一直秉承“擁有能力承擔一定社會責任，具有存在價值的創新型科技公司”的愿景，依托自身在電弧增材制造技術的積累、自主研發的電弧增材制造裝備，與航空航天用戶緊密聯系，不斷在該領域中做更多創新性的研究和應用。

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