解析铂力特米级推力室身部铜内壁背后的系统性挑战

在商业航天领域，高可靠、低成本与快速迭代是装备研制的核心导向。推力室等热端部件常选用铜合金，以实现优异的导热与承载性能，这对制造工艺提出了极高挑战。尤其当构件尺寸迈向米级，其制造已超出常规铜合金零件的范畴，形成显著的技术鸿沟——这不仅关乎“能否成形”，更标志着向“具备系统化可靠制造能力”的关键跨越。铂力特成功制备的米级推力室身部铜合金内壁，正是这一系统级能力的再次体现。

 

 

一、为何大尺寸铜合金制造是技术分水岭？

 

米级尺寸的铜合金制备绝非简单的线性放大设备尺寸或延长打印时间。两个核心的挑战会被急剧放大：

 

热应力控制难题

核心矛盾

铜合金的高导热性有利于散热，却让打印中的热管理变得极为复杂。

技术本质

构建全局性、可预测的热场模型系统，并通过工艺策略实时调控，以抑制巨大热梯度带来的高残余应力。

风险与要求

大尺寸、薄壁类打印极易开裂或变形，这通常要求制造商具备对材料、工艺、设备协同的系统理解与管控能力。

 

 

质量一致性难题

核心矛盾

长周期打印中，激光系统的稳定性、铺粉均匀性、氧含量控制等任何细微的漂移都会被放大，导致力学性能不均。

技术本质

必须实现从单一参数到多个复杂维度、全流程动态过程闭环控制的升级。

风险与要求

构件局部性能衰减或形成难以察觉的内部缺陷，要求制造系统具备高精度的监测与实时反馈调控能力。

 

二、材料+工艺+设备，BLT的系统性攻坚

 

攻坚的起点：自研材料与工艺的深度匹配

铂力特自研的BLT-CuCrZr材料，在继承纯铜优异导热性的同时，通过铬、锆的微合金化与沉淀强化，获得了显著提升的强度与高温抗变形能力，为部件奠定了坚实的材料基础。

 

(尺寸：502mm×946mm；重量：35kg)

• BLT-CuCrZr具备高导热性、高强度、高温稳定性以及良好的高温抗变形性和抗腐蚀性能

• 复杂随形冷却流道一体化成形，显著提升燃烧室冷却效率，破解大推力发动机散热瓶颈

 

然而，即便掌握了成熟的材料打印参数，将其成功应用于米级构件的制备，仍面临根本性挑战。大尺寸构件在打印过程中产生的热积累效应与应力分布，与中小尺寸零件存在量级差异。技术团队必须深刻理解并精准调控这一尺寸升级带来的复杂物理场变化，方能实现从参数可行到工程可靠的跨越。这一过程，正是对铂力特在材料、工艺与热力学等多学科领域深度融合与系统工程能力的集中考验。

 

 

高品质设备支撑精密成形

要实现传统工艺难以加工的复杂随形冷却流道一体化制造，并确保提升散热效率与结构可靠性的核心优势，离不开设备精密的过程控制和出色的综合性能。在本次打印中，BLT-S615设备起到了关键性硬件支撑作用。

BLT-S615

 

主动式热管理与高稳定成形环境：有效调控层间冷却速率、抑制热应力；同时，3D打印一体成形缸体具备优良的气密性与结构刚性，为数百小时的打印周期提供了均匀、稳定且可靠的环境基础，是保障超大型构件连续打印成功的核心硬件支撑。

 

基于静态密封的精准气氛控制系统：将成形舱内氧含量持续、稳定地控制在极低水平，杜绝氧化，保障材料性能。

 

多激光扫描策略的智能协同：解决搭接区域的热影响问题，确保整个零件性能的均匀一致。

 

全过程在线监控与数据闭环：设备搭载的铺粉检测、温度场监控、视频录像、熔池监控等系统集成化模块，在打印过程中实时捕捉并干预潜在缺陷，为工艺稳定性提供了数据闭环保障，是历经288小时打印成功的基石。

 

此次米级推力室铜内壁的成功制备印证了金属3D打印在实现此类大尺寸复杂构件一体化成形上的技术高度，更标志着铂力特以系统性制造能力，为商业航天发展提供了扎实的工程化支撑。未来，铂力特将持续深耕航空航天领域，以经过验证的全流程闭环能力，推动更多前沿设计高效转化为可信赖的应用，为商业航天的产业化进程夯实制造基石。