我国成功发射可重复使用试验航天器，3D 打印技术成为关键支撑

发布时间：2026-02-07

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据人民日报报道，2 月 7 日我国在酒泉发射的可重复使用试验航天器（搭载长征二号 F 运载火箭），其实现重复使用、耐高温、轻量化、高可靠性的核心需求中，金属 3D 打印技术成为关键支撑，主要应用于火箭动力系统、航天器热管理 / 热防护系统、核心结构件等核心环节，且均围绕可重复使用的工况要求做了针对性技术优化，以下为落地应用的核心 3D 打印技术、材料及应用场景梳理：

一、长征二号 F 运载火箭：3D 打印聚焦动力系统与轻量化结构，适配火箭复用与高可靠性需求

长征二号 F 作为此次发射的运载载体，其核心部件已规模化应用金属增材制造（3D 打印）技术，重点解决火箭发动机热端部件抗热疲劳、结构件轻量化、复杂部件一体化成型问题，为火箭多次发射 / 回收复用奠定基础：

发动机推力室 3D 打印一体化成型技术

采用选区激光熔化（SLM）金属 3D 打印技术，实现火箭发动机推力室（含燃烧室、喷管一体化）的整体制造，替代传统的旋压 + 焊接工艺。该技术由国内龙头企业铂力特实现量产，可将推力室结构重量减轻 20%-30%，生产周期缩短超 80%，同时消除焊缝薄弱点，大幅提升发动机在反复启动 / 关机过程中的抗热冲击、抗疲劳性能，适配可重复使用火箭的动力系统需求。

发动机热端部件 3D 打印专用粉体成型技术

配套低氧球形铜合金粉、高温合金粉的 3D 打印成型，其中 CuCrZr 铜合金粉（氧含量≤100ppm）用于打印推力室、燃气阀门等核心热端部件，高导热特性可快速导出燃烧室 3000℃高温热量，配合冷却系统将壁温控制在安全范围；高温合金粉（如 GH4169、GH3536）用于打印涡轮泵、涡轮盘等部件，耐受高温同时保证结构强度，为火箭发动机多次重复工作提供材料支撑。

箭体轻量化结构件 3D 打印拓扑优化技术

对火箭箭体非承重结构件、连接部件采用钛合金 3D 打印拓扑优化设计，在保证结构强度的前提下去除冗余材料，实现箭体轻量化，降低火箭发射载荷，同时 3D 打印的复杂拓扑结构可提升部件的抗冲击性能，适配火箭回收过程中的力学冲击。

二、可重复使用试验航天器：3D 打印支撑热管理、结构轻量化与热防护配套，适配再入 / 在轨复用工况

试验航天器的核心需求是再入大气层时的高温防护、在轨长期工作的热管理、回收过程的结构可靠性，3D 打印技术主要应用于热管理部件、轻量化结构件及热防护系统配套环节，针对性解决航天器重复使用中的核心痛点：

航天器热管理部件 3D 打印高导热成型技术

采用低氧球形纯铜粉（氧含量＜100ppm） 3D 打印航天器电子系统散热垫片、基板等部件，利用纯铜高导热特性实现航天器在轨工作及再入过程中电子设备的高效散热，保证设备温度稳定性；同时 3D 打印的定制化散热结构可精准适配航天器内部复杂布局，实现散热效率最大化，且成型部件的耐蚀性可降低航天器回收后的检修成本。

航天器轻量化结构件 3D 打印技术

对航天器舱体内部支架、连接结构等采用钛合金 / 不锈钢 3D 打印，通过一体化成型实现复杂结构的快速制造，同时结合拓扑优化设计进一步轻量化，适配航天器天地往返的载荷要求；3D 打印部件的高一致性也能保证航天器多次复用过程中的结构稳定性。

热防护系统配套部件 3D 打印成型技术

航天器再入大气层时表面温度可达 2000℃以上，其热防护系统的配套支撑结构、隔热层连接件采用 3D 打印技术制造，选用耐高温的陶瓷基复合材料或钛合金，通过 3D 打印实现复杂异形结构的精准成型，完美贴合热防护层的曲面设计，同时保证连接结构的耐高温、抗烧蚀性能，为热防护系统的重复使用提供结构保障。

三、此次任务中 3D 打印的核心技术类型及航天适配性

1. 中端市场（2 万 - 10 万美元）：融资不足与竞争加剧双重挤压出货量同比下降 13%，核心原因包括持续的融资不足，以及区域性本土化举措影响不均；

此次发射的航天器及火箭所应用的 3D 打印技术，均为针对航天高可靠性、耐高温、可重复使用需求的专用技术，区别于常规工业 3D 打印，核心技术参数、特点及适配应用如下表：

四、航天可重复使用场景下 3D 打印技术的核心价值

1. 中端市场（2 万 - 10 万美元）：融资不足与竞争加剧双重挤压出货量同比下降 13%，核心原因包括持续的融资不足，以及区域性本土化举措影响不均；

此次可重复使用试验航天器及长征二号 F 火箭的 3D 打印技术应用，并非简单的 “工艺替代”，而是为航天可重复使用技术量身定制的制造方案，其核心价值体现在三个方面：

适配可重复使用的性能需求：

3D 打印的一体化成型消除焊缝、拓扑优化提升结构强度、专用粉体保证材料耐高温 / 高导热，从工艺和材料层面解决了航天装备在反复启动 / 关机、再入高温、回收冲击等复用工况下的性能衰减问题，是实现航天装备重复使用的关键制造技术。

实现航天装备的降本增效：

3D 打印将火箭发动机推力室、航天器散热部件等核心产品的生产周期缩短 80% 以上，材料利用率从传统工艺的不足 30% 提升至 95% 以上，同时大幅降低复杂部件的研发制造成本，契合可重复使用航天 “低成本、高频次” 的核心目标。

支撑航天装备的设计创新：

3D 打印的高设计自由度，让航天装备的冷却通道随形设计、散热结构定制化设计、拓扑优化轻量化设计成为可能，突破了传统制造工艺的设计瓶颈，为后续可重复使用航天装备的性能升级（如更大推力发动机、更轻量航天器）提供制造支撑。

五、航天可重复使用场景下 3D 打印技术的核心价值

1. 中端市场（2 万 - 10 万美元）：融资不足与竞争加剧双重挤压出货量同比下降 13%，核心原因包括持续的融资不足，以及区域性本土化举措影响不均；

此次任务中的 3D 打印技术及产品，均由国内企业实现自主研发和量产，核心配套主体形成完整产业链：

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