2020年，中国航天取得了举世瞩目的成绩。 新一代运载火箭长征五号B、长征八号首飞成功，天问一号奔赴火星，新一代载人飞船实验船成功验证，探月工程“绕、落、回”三步走圆满收官，北斗卫星系统全面组网......中国航天创造了一个又一个奇迹。2020年也是航天领域要求以质取胜的一年，3D打印技术在航天领域的表现虽尤为亮眼，但总结出8条应用进展却着实不易。接下来，请跟随3D打印技术参考一览2020年中国航天领域3D打印8大应用成就和案例。

1. 全3D打印航天关键承力件通过飞行考核

2020年5月5日，中国航天科技集团长征五号B运载火箭首飞取得圆满成功，同期一院211厂研制的全3D打印芯级捆绑支座顺利通过飞行考核验证。

捆绑支座是连接火箭芯级和助推器用于传导助推器巨大推力的关键产品，飞行时承载200余吨集中力。这是航天领域迄今为止集中力承载环境最“恶劣”的3D打印产品，也标志着211厂又一增材制造技术方向实力跃居国内先进行列。

长五B运载火箭

研制过程中，为了大幅减重，设计人员对捆绑支座这一关键主承力构件进行了系统优化，最终选用了以最优传力路径设计的钛合金构件，有效减重200千克。面对大尺寸、高精度、高性能的制造要求，211厂增材制造中心从确保产品整体质量可靠性出发，放弃惯常采用的复合3D打印方案，选择了技术难度更高的全3D打印。同时，为进一步提高产品性能，该中心选择了工艺控制难度更大的极远离平衡态成形方法。

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经过近4个月的工艺摸索，增材制造中心解决了大尺寸零件成形易开裂等难题，于2018年3月成功研制出首件全3D打印芯级捆绑支座产品； 2019年3月，正式产品交付。产品性能检测结果显示，经全打印的钛合金材料静载屈服强度略优于、延伸率远优于国内同期工程应用水平，强塑积提升一倍以上，全产品剖切性能离散度达到锻件水平要求。

2. 新一代载人飞船返回舱防热大底框架采用激光沉积3D打印制造

2020年5月8日，由中国航天科技集团空间技术研究院抓总研制的我国新一代载人飞船试验船返回舱，在东风着陆场预定区域成功着陆！此次试验船飞行任务的圆满成功，实现了我国超大尺寸整体钛框架3D打印制造的首次航天应用。

由航天五院总体部主导研制的直径达4米的超大尺寸整体钛框架全部采用3D打印工艺制造，成功实现了减轻重量、缩短周期、降低成本的目标。鑫精合激光科技发展有限公司是承担该防热大底框架增材制造工作的主要企业之一，在研制过程中，成功克服了大尺寸零件变形开裂、冶金缺陷等诸多难题。防热大底框架结构是气动力热作用下最主要的承力部件，新一代载人飞船试验船的成功返回标志着我国超大尺寸关键结构件整体3D打印技术通过大考。

新一代载人飞船试验船返回舱及采用激光沉积3D打印制造的返回舱防热大底框架实物

此外，试验船还搭载有铂力特公司为星众空间3D打印的高强铝合金立方星部署器，以及星驰恒动公司研制的60余件金属3D打印产品。前者独特的一体化结构有效提高了结构性能，同时减少了连接件，降低了整件重量；后者则涉及三维点阵类轻质材料结构产品、热管理功能类产品、复杂形状金属件产品等多种类型，这是星驰恒动公司3D打印技术在第七个航天器型号中获得的成功在轨应用，也是其研制的3D打印热控分系统产品首次实现在轨飞行。

3. 首次实现多种3D打印技术太空在轨验证

在新一代载人飞船实验船在轨飞行的2天零19小时内，以航天五院为代表的团队完成了多项空间科学实验和技术试验，其中包括多种3D打印技术的太空在轨验证，以及几十件产品的性能检验。

其中，中科院空间应用中心研究团队研制的“在轨精细成型实验装置”，成功克服太空失重环境导致的打印材料流变行为，，创新采用立体光刻3D打印技术对金属/陶瓷复合材料进行了微米级精度的在轨制造，为我国未来在轨制造零件提供了技术储备。

我国成功完成首次太空3D打印

由529厂—西交大团队共同研制的“连续纤维增强复合材料太空3D打印装备”实现了国际首次连续纤维增强复合材料太空环境增材制造技术。连续纤维增强复合材料是当前国内外航天器结构的主要材料，密度低、强度高，开展复合材料空间3D打印技术研究，对于未来空间站长期在轨运行、发展空间超大型结构在轨制造具有重要意义。

4. 长征五号运载火箭大尺寸保护板零件采用3D打印技术制造

2020年7月23日，长征五号运载火箭在中国文昌航天发射场成功点火起飞，中国迈出行星探测的第一步——奔向火星！这是长征五号运载火箭首次执行应用性发射，成功将天问一号火星探测器送入预定轨道。其中，长征五号运载火箭上的一个重要部件——级间解锁装置保护板，由中国运载火箭技术研究院航天材料及工艺研究所通过采用华曙高科连续增材制造系统HT1001P解决方案加工而成。

级间解锁装置保护板