俄罗斯经典火箭发动机3D打印零件比例已达40%

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被踢出西方供应链这几年，俄罗斯航天在闷头干一件大事。

最新消息称，俄罗斯RD191火箭发动机40%零件用3D打印做出来。

这个比例出乎意料。

去年七月，俄罗斯航天旗下能源机械科研生产联合体的官网上，悄悄挂出过一条消息，他们用3D打印参与做出了一台推力200吨的火箭发动机原型，型号叫RD191МР，还通过了热试车。

没过多久这条消息又从官网上撤了下来，全球媒体几乎完全忽略了这条新闻。

事情在今年二月底突然反转。

同一份材料被重新翻出来，一夜之间被各路俄语科技媒体转发。

再往后翻到七月，在叶卡捷琳堡的英诺普罗姆工业展上，俄罗斯航天副总经理格里戈里·马克西莫夫直接宣布，批产型号RD191发动机已经完成了40%零件的增材制造应用验证，与此同时过去五年行业已经实现了大约30种材料的进口替代。

从一台悄悄做出来又悄悄撤稿的原型机，到官方主动在展台上报出40%3D打印零件比例这个数字，中间只隔了不到一年。

俄罗斯航天这几年被逼到墙角之后交出了一份值得关注的新制造答卷。

从喷嘴开始逐步改造发动机

RD191不是什么新家伙，它是为安加拉系列运载火箭研发的一款现役液体火箭发动机，安加拉1.2和安加拉А5用的都是它，算得上俄罗斯目前最成熟的液氧煤油发动机之一。

真正的变化发生在制造工序上。

牵头增材打法的是能源机械，联合复合材料公司、圣彼得堡国立海洋技术大学激光焊接技术研究所、库尔恰托夫中心下属的全俄航空材料研究院一起，用直接激光能量沉积（DED）和选区激光熔化（LPBF）两种工艺做出了这台RD191МР。

发动机的各个部件是分开3D打印的，根据公开资料也用上了一批新材料，比如俄罗斯自研的耐热镍基合金，还有钛合金和复合材料。

能源机械总经理伊万克拉斯诺夫后来提到，这套技术是从最简单的活儿练起的，先打印喷嘴，再一点点把零件的种类和复杂程度往上加，材料也从耐热合金、钛合金一路扩展到高合金钢和复合材料。

这台原型机后来在满推力工况下完成了一整套热试车，燃料输送系统、点火调节自动化机构、总装节点这些打印出来的部件都扛住了考验。

参与项目的机构测算，如果全面铺开这套打法，发动机制造成本能压低将近四成，生产周期能缩短到原来的五分之二左右，单件产品的人工工时也能省下四分之一上下。

这些数字目前还是相关俄企自己给出的预估，没经过批产环节的检验。

沃罗涅日的3D打印喷注器，更能说明问题

增材制造在俄罗斯航天系统里不算新鲜事。

位于沃罗涅日的化学自动化设计局早几年就把增材制造用在了联盟2.1b火箭第三级发动机14D23的混合头和喷嘴上，传统工艺做的混合头由220个零件拼起来，要打124个钎焊接头和62条焊缝，换成增材工艺之后，对应的产品就是一个整体零件。

零件数从220降到1，意味着可能出问题的焊点和接头也跟着清零，装配环节要走的检测流程跟着简化。

这才是增材制造在发动机这类高压高温部件上真正值钱的地方，整合了一整条容易出问题的复杂工艺链。

RD191这次能报出40%的3D打印零件，背后是俄罗斯从2019年到2021年陆续出台了一批增材制造国家标准，从选区激光熔化钛合金制品的技术要求，到不锈钢粉末制品的质量规范，都写进了国家标准文件里。

另外俄罗斯能源火箭航天集团和斯科尔科沃科技学院也在联手升级国际空间站上那台打印聚合物耗材的3D打印机，下一代打算做成能处理复合材料的五轴系统。

从地面工厂一路铺到轨道舱里，俄罗斯和其他增材强国一样，把增材制造的一整条链路在同步推进。

世界范围看，俄罗斯走的是保守稳健打法

以美国的Rocket Lab的Rutherford发动机或者SpaceX猛禽发动机为例，都是从设计图纸阶段就把3D打印工艺作为设计根基打造的的发动机，前者一开始就按打印工艺去设计整机，后者干脆把打印当成结构整合的手段。

本质上是清一色的正向全新设计。

相对论空间公司（Relativity Space）押的也是同一套逻辑，只是把3D打印制造比例堆到了极限。

俄罗斯RD191走的路子显然不一样，它没有重新画发动机图纸。

作为一款已经服役多年、定型多年的老型号，俄罗斯没有从头设计，是在现成的图纸和产品谱系里，一个零件一个零件地把工艺换成打印，40%这个数字，是零件级的替换比例，不是整机的正向设计比例。

这条路的区别在于，前者是从零到一以增材为基础造新东西，后者是给已经在天上飞的成熟产品动局部手术，胆子明显更小，走得也更稳。

这条路对于各国有成熟定型产品、图纸改动要走各类评审流程的主体更有实际参考价值。

先从工艺瓶颈最卡脖子的那几个小零件下手，这也是RD191从喷嘴起步一路啃到3D打印40%零件的务实逻辑。

40%的零件比例并不低。

材料端和设备端方面，俄罗斯这三年在啃的镍基高温合金粉末、钛合金粉末国产化，还有激光DED设备的自主可控，这些缺口基本都是被制裁硬逼出来的市场，有大量真实技术需求。

一路向北，也是我国3D打印企业出海的真实机会。

从被撤下的通稿到如今主动公开的40%零件是3D打印，背景是俄罗斯的航天供应链这几年被卡了不少环节，在供应链不稳和高端技术进口受阻的情况下，增材制造成了几乎唯一走得通的路。

俄罗斯航天现在对3D打印的态度，已经在全面加速使用。

下一步俄会不会像西方部分企业类似以增材制造为核心设计全新的航天器，现在下判断还早，但供应链被西方卡断这件事缓解之前，俄罗斯增材制造的路，大概率会加速走下去。

毕竟，从3D打印的应用创新及应用强度来讲，乌克兰也绝非等闲之辈。