科创中国

行业领域

高新技术改造传统产业

需求背景

国家着力行业推广应用，推动增材制造在10个重点制造业领域的示范应用，在智能增材制造、航空航天等领域推进关键性技术研发和成果产业化工作成为主流发展趋势。据中航证券金融研究所的预测，在2020-2025年间需部署卫星2800余颗，发射183-188次运载火箭；2017-2022年增材制造产业保持着20%的年平均复合增长率，2022年增材制造产业市场规模已经突破320亿美元未来三年，产业将继续以超20%的增长率扩张，2026年有望达到1101亿美元，把握时机，引领3D打印在航空航天领域的广泛应用刻不容缓。

需解决的主要技术难题

①传统制造长周期：传统制造工艺生产零件时间周期长、成本高、机加困难、组装复杂且不可避免出现装配问题；

②现有材料不适用：传统合金成分主要针对传统制造而设计，现有研究已经发现在3D打印后传统合金严重开裂及性能差等问题；

③国外新材料高成本：对于超高强铝合金和超高温高，温合金粉末主要依赖国外进口，严重制约增材制造行业应用发展，增大制造成本。

期望实现的主要技术目标

①：费用成本降低50%；制造周期由10个月减少到5个月；结构减重5%；

②：开展材料研发及制备验证工作，建立3D打印用超高强合金成分修正指导方法及合金改进数据库；
③：采用3D打印、复合材料、非火工分离、结构一体化设计、载荷精细化设计等措施，提高火箭结构效率，提升一子级回收条件下的运载能力；

④：卫星主框架结构的打印，包括4件面板和4件横梁。为了满足主框架结构轻质、高刚度的技术要求和项目紧急的节点要求，采用AlMgSc高强度铝合金作为原材料，采用BLT-S400三激光设备实现快速研制。

需求解析

解析单位：“科创中国”创业投资专业科技服务团（北京创业投资协会） 解析时间：2023-11-24

孙一鸣

盈科投资

合伙人

综合评价

航空航天工业不仅需要复杂精密构件的快速制造能力，还需要大型复杂结构件的直接制造能力。由于需要不断推陈出新和升级换代，航天航空领域的研制周期正不断压缩，制造难度不断加大。但3D打印技术的横空出世，却为航空航天产业的发展带来了福音。本项目开发了完整的3D打印高强度合金设计及高质量制备技术，通过对产品部件的形状需求、性能需求、功能需求进行成分设计、打印策略设计以及后处理设计服务，提供符合客户功能需求的个性化产品设计及制造，囊括了产品从研发、仿真、制造、后处理、检测验证到维护保障的全生命周期。

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