科技前沿金属3D打印助力中国首次火星探测任务着陆与巡视
日前,中国首枚火星探测器"天问"一号成功着陆火星北半球的乌托邦平原,迈出了我国星际探测征程的重要一步,实现了从地月系到行星系的跨越。
火星距离地球遥远、昼夜环境温差大,工作环境较恶劣,对深空探测器的结构极致轻量化和多功能一体化有更高的要求,传统结构技术难以满足其性能指标要求, 金属3D打印实现了火星探测任务关键技术支撑 。
"天问一号"火星探测器安装使用了超过 100个3D打印定制的零部件 ,其中包含相当一部分的 金属3D打印零件 (如钛合金等),具有 高强度耐高温耐辐射 等各种高性能特征,可以满足在火星恶劣环境中正常工作运行的要求。
相比于传统铸件或者锻造产品, 3D打印的产品研制周期明显缩短 ,不仅可以打印薄壁结构,还可以完成‘外部蒙皮+内部三维点阵’、变密度、内部含有流道等特殊复杂构型,同时 力学性能也得到提升 。在突破瓶颈、减重/提升性能、缩短周期、降低成本等方面产生较大的综合效益。
此次,突破了 基于金属3D打印的极致轻量化三维点阵结构技术 ,解决了深空探测器复杂结构部件的轻量化设计、 功能集成与整体制造难题 。完成了 祝融号火星车相变储能装置结构及承载结构合计30余套关键部件的设计与正样应用 。 大幅减少结构件数量,实现了产品减重40%~60%,研制周期缩短50% 。
金属3D打印部件在天问一号探测器及祝融号火星车的成功应用,体现了金属3D打印先进结构技术对于我国首次自主火星探测任务的关键技术支撑,具有标志性意义。
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