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鎢基合金在航空航天噴嘴的應用現狀

航空航天領域對材料性能要求極為嚴苛，而鎢基合金憑借自身諸多優異特性，在航空航天噴嘴制造中占據重要地位。在液體火箭發動機燃燒室出口，喉襯和噴嘴需承受超高溫、高壓及高速燃氣沖刷。例如，鎢滲銅（W-Cu）復合材料喉襯應用于長征系列火箭發動機，利用鎢的耐高溫性與銅的高導熱性，有效解決單一材料熱應力開裂問題。美國SpaceX獵鷹火箭的梅林發動機采用鎢合金喉襯，其使用壽命較傳統材料大幅提升，是普通合金的5-10倍，有力保障多次點火任務的可靠性。在衛星、飛船的姿態調整發動機噴嘴方面，錸鎢合金（W-Re）噴嘴用于氙離子推進器，能在1200℃高溫下保持尺寸穩定性，為長時間在軌姿態調整提供支撐。

▲鎢合金噴嘴在航空航天的應用 ?網絡Space X改動機

然而，傳統工藝在制造鎢基合金航空航天喉襯和噴嘴時面臨諸多挑戰。復雜的內部冷卻結構、精細的流道設計等，對于傳統加工方式而言，實現難度大、成本高且生產周期長。這促使行業不斷探索新的制造技術，以滿足航空航天領域對高性能、復雜結構的需求。

PEP工藝制備鎢合金復雜構件的優勢

升華三維的粉末擠出3D打印技術（PEP）為解決上述難題提供了新方案，在制備鎢基合金復雜構件方面展現出顯著優勢，可實現鎢基合金復雜內部冷卻結構集成化成型，再結合粉末冶金燒結工藝，為制備復雜結構的高性能鎢基合金噴嘴等構件提供了更經濟高效的解決方案。

PEP打印鎢合金航空航天噴嘴的主要優勢

l“增材制造+粉末冶金”相結合的間接3D打印技術，可充分發揮3D打印的高自由度設計，能解決傳統加工方式制備大尺寸、復雜結構鎢合金構件時的加工困難或無法加工等問題。

l與粉末床式增材技術相比，PEP技術對粉末粒度與純度要求相對寬松，憑借獨特粘結劑配方，可兼容從0.2-100μm的寬粒徑鎢合金粉末，且對原粉球形度、均勻性無明確要求。

lPEP技術采用低溫成型、高溫成性的獨特工藝，可有效地解決其他3D打印鎢合金過程中極易出現的變形、裂紋、孔洞等問題，燒結件相對密度超過99%。并保持結構性能的一致性。

l在成本控制上，PEP打印設備成本約為同成型尺寸的激光成型設備的1/3-1/5，還可直接適配傳統粉末冶金工藝的前后處理設備。同時材料利用率高達98%，有效降低了原材料損耗。

PEP制備鎢基合金噴嘴的應用前景

在航空航天噴嘴制造中，PEP技術有望帶來諸多變革。對于具有復雜冷卻通道的航空發動機鎢合金噴嘴，PEP技術的柔性擠出頭可實現0.2-1.5mm超細直徑擠出，配合自主開發的路徑規劃算法，能夠將原本需要多部件拼接、多次加工的復雜中空結構，轉化為一次成型的完整部件。這不僅大幅減少裝配誤差，更通過優化材料分布顯著提升構件性能。

▲鎢合金噴嘴燒結件 ?升華三維

在產品開發周期方面，傳統制造工藝開發一款新型航空航天噴嘴或喉襯，從設計到成品可能需要數月甚至數年時間，而利用PEP技術無模具限制，可輕松實現鏤空、梯度材料、多孔腔體集成設計，實現難熔金屬復雜結構的快速制備，將開發到商業化的交貨時間從過去的6-12個月縮短至幾周，大大加快產品開發與商業化進程。

從可持續發展角度分析，PEP技術在制備過程中，有效減少機加工工序，降低能源消耗與廢棄物排放。同時，其高材料利用率減少了對原材料的需求，符合航空航天領域綠色制造的發展趨勢。

升華三維現已構建材料開發-設備制造-工藝優化-后處理全產業鏈能力，形成覆蓋鎢、鉬、鉭、鈮等十余種難熔金屬材料庫，可提供先進的PEP工藝設備、打印服務及解決方案。歡迎新老客戶咨詢洽談：