12月16日,中色东方下属企业宁夏东方智造科技有限公司(简称“东方智造”)传来重磅消息——其自主研发的增材制造米级铌钨合金复杂结构推力室成功交付。
作为航天装备的“心脏级”核心部件,该推力室凭借2500℃耐高温性能、30%减重效益及±0.1毫米精度冷却流道,突破传统工艺瓶颈,更依托全产业链优势实现技术自主可控。这一成果既是宁夏高端制造创新韧性的生动体现,更是我国践行制造强国、航天强国战略,在难熔金属增材制造领域从跟跑到并跑的关键跨越。
航天推力室作为火箭发动机的“动力心脏”,需在极端高温、高压环境下稳定工作,而米级铌钨合金推力室的研制,更是对材料、工艺与精度的终极考验,其难度堪称难熔金属制造领域的“珠穆朗玛峰”。
该推力室采用的铌钨合金,是第二代航天高温铌基合金的核心品类,熔点高达2500℃,强度更是传统铌铪合金的两倍以上,远超镍基高温合金1050℃的性能极限,能完美适配火箭燃烧室内的极端热负荷环境。但高熔点也带来了致命难题——传统铸造、锻造工艺对其加工成材率极低,且无法实现复杂结构一体化成形。东方智造依托核心专利,优化合金粉末配比与特性,通过激光选区熔化(SLM)技术实现高熔点材料的稳定成形,其打印态构件致密度与力学性能均达到航天级标准,可与国际先进铌合金产品媲美。
相较于常规航天3D打印部件,该推力室尺寸突破至米级规模,更关键的是内部集成近百条一体化冷却流道,精度严格控制在±0.1毫米。这种“大尺寸+高精度复杂流道”的组合,对增材制造的成形稳定性、应力控制提出苛刻要求。传统工艺因无法精准复刻复杂内部流道,难以满足推力室高温散热需求;而东方智造通过优化扫描策略(层间67°旋转扫描)、分层预热缓冷等工艺,有效规避了大尺寸构件成形过程中的裂纹与应力集中问题,实现了结构完整性与精度的双重达标。
航天领域素有“一克重量一克金”的说法,每减重1公斤可节省数万元发射成本。东方智造通过3D打印“近净成形”特性与结构优化设计,使该推力室较传统工艺制品减重30%,不仅大幅降低单次航天任务的经济投入,更能为火箭搭载更多有效载荷腾出空间,提升装备综合性能。同时,增材制造技术最大限度减少了材料浪费与后续加工工序,结合机械混粉等低成本粉末制备思路,较传统工艺节约原材料成本超60%,实现了性能与经济性的平衡。
二、核心支撑:全产业链优势铸就自主可控壁垒 铌钨合金的米级3D打印突破,并非单一技术的偶然成功,而是东方智造依托全产业链布局与系统性攻坚的必然结果,更离不开政策导向与跨领域协同的支撑。 东方智造依托中色东方的技术积淀,构建了国内唯一的钽铌合金增材制造全产业链,业务覆盖难熔金属冶炼加工、球形粉末制备(钽钨合金粉、铌粉等)、3D打印产品设计、打印服务及终端销售。这种“材料-工艺-产品”一体化布局,使其能够从源头优化粉末成分与流动性(如100℃真空干燥6小时保障粉末性能),深度绑定材料特性与航天标准,为全流程质量可控提供基础。 为突破大尺寸难熔金属打印设备与工艺瓶颈,东方智造与华曙高科展开深度合作,引入FS271M、FS273M及FS511M金属3D打印机,借助成熟设备与工艺经验,进一步提升产品一致性与可靠性。这种“材料企业+设备企业”的协同模式,有效整合了上下游资源,推动技术从实验室走向工程化应用,为后续规模化生产奠定基础。 党的二十届四中全会明确提出,建设现代化产业体系,需坚持智能化、绿色化、融合化方向,加快建设制造强国、航天强国,巩固壮大实体经济根基。东方智造的技术突破,正是对这一战略的精准践行——通过难熔金属与航天装备的深度融合,填补国内技术空白,打破国外在高端航天构件领域的技术垄断,为我国航天装备自主可控提供核心支撑。 铌合金作为镍基高温合金的核心替代品,其增材制造技术已成为全球航天制造的竞争焦点,东方智造的交付成果,使我国在该领域实现了从跟跑到并跑的跨越。 国际方面,美国已将增材制造的C103铌合金发动机喷嘴投入应用,其SLM成形件室温抗拉强度达595MPa;美国制造研究院更拨款600万美元资助6K Additive公司,优化铌合金在增材制造中的性能。 俄罗斯则聚焦Nb521合金研发,通过引入W、Mo元素强化高温性能。但这些成果多局限于中小尺寸部件,且存在“材料-设备-工艺”分散布局的协同难题。 我国此前开展铌合金3D打印研究的机构较少,东方智造的米级推力室交付,不仅填补了国内空白,更实现了三大超越: 一是尺寸突破,米级体量远超国际同类部件制造规模; 二是全产业链优势,避免了国外依赖多主体协同的短板; 三是工程化落地速度,直接交付航天级实用部件,跳过单纯技术验证阶段,体现更强的产业化能力。 “此次交付不仅体现了宁夏在高端制造领域的创新韧性,更在航天难熔金属增材制造领域占据关键席位,交出一份难熔金属与航天装备融合的答卷。”宁夏东方智造科技有限公司相关负责人表示,将深入学习贯彻党的二十届四中全会精神,持续深耕难熔金属高端制造赛道。 这一成果的产业价值远超单一部件突破: 在技术层面,验证了难熔金属大尺寸增材制造的工程化价值,为发动机喷嘴、卫星推进器等更多极端工况部件提供了制造范式; 在产业层面,带动上游难熔金属粉末、高端3D打印设备需求增长,下游推动航天装备迭代升级,形成“材料研发-工艺突破-装备升级”的良性循环; 在区域层面,彰显了宁夏依托特色资源(钽铌产业)发展高端制造的路径可行性,为地方实体经济高质量发展注入新动能。 米级铌钨合金推力室的交付,是我国增材制造技术与航天产业深度融合的里程碑,更是制造强国战略落地的生动实践。 随着米级铌钨合金推力室的成功交付,我国难熔金属增材制造领域的发展方向愈发清晰。未来,东方智造将聚焦三大方向: 一是材料优化,开发含ZrC增强相的新型铌合金,进一步提升高温强度与抗蠕变性能; 二是规模拓展,从米级部件向更大尺寸、更复杂结构航天装备延伸; 三是标准构建,牵头建立难熔金属3D打印的材料、工艺、检测标准,完善航天级产品认证体系。 在全球航天制造竞争日益激烈的背景下,依托全产业链优势与持续创新能力,我国难熔金属增材制造将进一步突破国外技术壁垒,为航天强国建设筑牢制造根基,在全球高端装备竞争中占据更有利地位。 历史文章: 2030年将爆发883亿美元市场!3D打印是如何在制造业中杀出重围的? 7 分钟读懂 3D 打印:从原理到未来,它如何让制造业从 “批量生产” 转向 “按需定制”? 别跟风!3D 打印摆地摊想赚钱,先搞懂选品、定价、选址的黄金逻辑(实战案例拆解)1. 全产业链闭环:国内唯一的钽铌合金增材生态
2. 技术协同:跨企业合作加速产业化落地
3. 政策引领:锚定制造强国战略方向