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鎢等難熔金屬,，可以抵抗高溫壓力而保持其強(qiáng)度和形狀，是火箭,、高超音速和噴氣推進(jìn)應(yīng)用的理想選擇,。升華三維PEP技術(shù)能夠很好彌補(bǔ)其他工藝制造難熔金屬的不足，可解決難熔金屬快速開(kāi)發(fā)及復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造等難題,，提供適用于極端溫度應(yīng)用的高質(zhì)量增材制造解決方案,。

模型評(píng)估

該產(chǎn)品作為航天推進(jìn)應(yīng)用中的測(cè)試組件，采用升華三維UPRISE 3D軟件對(duì)其模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,，使得更適合3D打印方式制備成型,，以實(shí)現(xiàn)一體化打印,。

▲推進(jìn)器組件模型（來(lái)源：升華三維）

應(yīng)用材料

此次采用的是基于PEP技術(shù)的蠟基體系鎢合金顆粒喂料（UPGM-93WNiFe）作為前期認(rèn)證材料，其鎢粉粒徑在2-3μm之間,，粉體裝載量為47vol.%,。鎢合金喂料具有高密度、高質(zhì)量,、低成本等優(yōu)勢(shì),，可用于高比重鎢合金復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的開(kāi)發(fā)制造。

▲UPGM-93WNiFe 3D打印材料

3D打印

該組件采用工業(yè)型獨(dú)立雙噴嘴3D打印機(jī)UPS-556成型,，打印具有一定密度和強(qiáng)度的生坯,，其生坯密度可達(dá)8.86g/cm3。該組件打印時(shí)長(zhǎng)約為6小時(shí),，而UPS-556（成型尺寸：500*500*600mm）可實(shí)現(xiàn)連續(xù)7天打印,，為制備大尺寸的應(yīng)用場(chǎng)景產(chǎn)品提供支持。

▲鎢合金推進(jìn)器組件打印參數(shù)

產(chǎn)品燒結(jié)

通過(guò)模型設(shè)計(jì)-打印生坯-脫脂燒結(jié)等工藝步驟后可獲得金屬產(chǎn)品的性能,。采用PEP工藝燒結(jié)后的金屬,，由于粘結(jié)劑的去除和材料顆粒的生長(zhǎng)，會(huì)發(fā)生等比例收縮,，UPGM-93WNiFe的收縮比率約23%,。因此在模型設(shè)計(jì)時(shí)就會(huì)將比例放大，該材料的生坯放大系數(shù)為1.30,，從而確保了產(chǎn)品燒結(jié)后能達(dá)到近凈尺寸,。

▲鎢合金推進(jìn)器組件

客戶(hù)采用鎢合金來(lái)認(rèn)證應(yīng)用需求，以便為后續(xù)開(kāi)發(fā)實(shí)際產(chǎn)品作支撐,。如鈮也是優(yōu)秀的難熔金屬,，可以用作空間推進(jìn)器等應(yīng)用。PEP技術(shù)的“3D打印+粉末冶金”的工藝模式,，能顯著減少難熔金屬產(chǎn)品的加工工序,，且性能一致性好、良品率高,，可為客戶(hù)節(jié)省了大量應(yīng)用開(kāi)發(fā)投入及生產(chǎn)成本,。采用PEP工藝來(lái)制備難熔金屬產(chǎn)品具有廣泛的應(yīng)用前景和極高的商業(yè)價(jià)值。