长沙晚报5月14日讯（记者 陈焕明 通讯员 杨路帆）近日，中国航天科工集团第六研究院对外发布，该院41所应用3D打印技术研制的某型号固体火箭发动机点火装置成功通过发动机地面试车考核，这标志着我国首次成功将3D打印技术应用于固体火箭发动机研制领域。记者昨日获悉，该发动机点火装置上的3D打印部分——壳体，由位于长沙高新区的工业级3D打印技术领航企业湖南华曙高科技有限责任公司为航天科工六院“量身定制”，是正宗的“长沙智造”。

航天关键技术遇到研发瓶颈

记者昨日在华曙高科产品陈列厅看到一个灰白色的外径约12厘米的空心球形物体，球的壁面上分布着数十个形状各异的孔洞。“这就是我们最初制作出的点火装置测试用壳体。”该公司常务副总经理陈勃生笑着说，“别看它不起眼，技术要求却是很高的。”

原来在发动机点火前，球壁上的孔洞是呈封闭状的，火药置于球中。点火时，火焰将在极短的时间内按孔洞的导向方向喷向发动机上的相应位置，将发动机点燃。随后，该壳体自身又在极短的时间内化为灰烬。

航天科工六院曾采用传统制造工艺制作壳体，但因其结构复杂、技术要求高，同时设计方案反复多变，各形态壳体又是非批量生产，导致设计、加工难度非常大，成本也很高。更关键的是他们使用的传统材质壳体在完成点火喷射后，很难在指定时间内燃尽。

考虑到研制壳体对快速制造响应能力的高要求，航天科研人员想到了3D打印技术，并曾采用了美国某3D打印机公司设备制造的壳体产品，但实际试验时，点火喷射过程尚未结束，壳体自身已被炸得粉碎。研发一时陷入瓶颈。

长沙智造将更多应用到航天领域

陈勃生介绍，3D打印一共有7种主要技术，六院先前联系的那家美国公司采用的是熔融沉积制造（FDM），具体是将丝状热塑性材料在喷头内加热熔化，再像挤牙膏一样从各个方向挤到每一层平面上，挤出的材料迅速凝固，并与周围的材料凝结成形。这样一个平面又一个平面叠加，最后形成三维物体。所以打印出来的物体在水平方向的承载能力较强，而垂直方向的承载能力较弱。“经力学性能检测，他们提供的壳体在垂直面的抵抗破坏的能力尚不及水平面的三分之一，所以在点火装置开始运作的瞬间，就沿垂直方向被炸碎。”陈勃生说。

华曙高科所采用的3D打印工艺——选区激光粉末烧结（LS）技术一样是将物体分为多层，逐层制造，但区别在于：“打印机先铺上一层高分子材料粉末，接着电脑按照设计图纸，控制激光对该层对应于工件实体的部分进行扫描，被激光扫描到的粉末被高温熔化，激光离开后又迅速冷却固化成形，由此构筑成一层。逐层铺粉、扫描、成形，最终形成整个物体。”

一年多时间里，华曙高科总共制造了上百个3D打印试样提供给航天科工六院，六院进行了多次单项点火试验来考核壳体性能，为壳体在发动机试车中的成功应用打下坚实基础，最终才有了地面试车的一次性成功。

据了解，六院41所将继续优化设计，并进一步探索将3D打印技术应用到更多类型的点火装置壳体生产和发动机其他零部件的生产中，以降低发动机研发成本。