3D打印护航神舟十九号，长二F火箭发动机背后的秘密

【蜂耘网　3D打印】“70”“80”“90”后齐聚天宫，第五次太空会师！

10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心成功点火发射。约10分钟后，神舟十九号载人飞船顺利与火箭分离，进入预定轨道。随后，3名航天员成功进驻中国空间站，与神舟十八号的3名航天员会师，标志着此次发射任务圆满成功。

据了解，此次发射任务所使用的长征二号F火箭是我国目前唯一的载人运载火箭，享有“神箭”之称，为我国载人航天任务提供了专属的“航天员列车”。长征二号F火箭在搭载载人飞船时，全长58.3米，起飞重量达497吨。而火箭的发动机被称为“心脏”，其动能越大、推力越强，就能将重型火箭送入更高的轨道，支持更远的太空探索任务。

中国航天科技集团六院（以下简称“航天六院”）在此次载人航天任务中研制交付了共58台主推进及姿轨控发动机，以及热控分系统及生命保障系统泵阀等关键设备的研制，并为返回舱和推进舱配套了推进子系统。

据报道，航天六院旗下的西安航天发动机有限公司（简称“西发公司”）生产了该火箭所需的芯一级发动机、二级发动机及助推器发动机，并采用3D打印技术制造相关零部件，实现了发动机在可靠性和效率上的双重提升。

西发公司是我国唯一的大型液体火箭发动机研制生产单位，曾与西北工业大学和华中科技大学共同成立了创新联合实验室，并于2017年正式成立增材制造中心。公司在2021年筹资建设了增材制造中心的产业化基地，占地面积约9000平方米，配备了超过100台增材制造设备。

目前，该基地已具备钛合金、高温合金、航天专用高强不锈钢等5类合金、29种材料的增材制造能力，突破了多孔点阵结构设计与制造、微细结构精密增材制造、激光熔化沉积高性能修复等20余项关键技术，建立了从设计、材料、成形、后处理到检测评价的全流程技术体系。

截至目前，该基地在实现了复杂三元闭式叶轮、薄壁再生冷却流道构建、喷注器、复杂壳体、异形管通等50多型发动机上500余种产品的增材制造，其中，150多种产品已经装机试验并通过热试车考核，50多种产品先后应用于载人航天、火星探测、北斗导航等80余次宇航发射和飞行试验任务。

事实上，3D打印已成为商业航天中不可或缺的关键技术。根据中航证券发布的最新研报，预计2025-2030年间，国内商业航天领域的增材制造市场规模将达到约105至240亿元。这也预示着，3D打印在航天领域的应用前景广阔，将在未来为商业航天发展提供更强有力的技术支持。

据资源库了解，除了航天六院这样的国家级航空航天机构在使用3D打印技术外，国内的多家商业航天公司也在广泛应用这项技术。这些公司包括天兵科技、蓝箭航天、星际荣耀、深蓝航天、星河动力等。例如，星河动力的“苍穹”系列火箭发动机中采用了30多个金属3D打印部件，其中包括涡轮泵和液氧/煤油主阀外壳等关键部件。天兵科技的天龙三号液体运载火箭，其发动机的推力室和涡轮盘热力组件则使用不锈钢3D打印制造。蓝箭航天的朱雀二号和朱雀三号火箭均配备了3D打印的不锈钢和高温合金零件。而星际荣耀的双曲线二号验证火箭中，关键部件如三通和喷注器也通过3D打印技术完成制造。

在国外，SpaceX近期推出的猛禽3发动机，据马斯克介绍，采用了全球“最先进的金属3D打印技术”，其中包括涡轮泵外壳和喷油器板等关键部件，均通过3D打印技术制造完成。

展望2025年，中国载人航天工程计划实施神舟二十号、神舟二十一号和天舟九号3次飞行任务。可以预见，随着技术的进步和市场需求的增加，3D打印技术将在航空航天领域获得越来越广泛的应用，我们也将见证这一技术在航天项目中走向成熟。

（蜂耘3D打印网　责任编辑：科技蜜）