美国宇航局、国防部、商务部向国家航天委员会提交《航天制造技术》报告
  • 发布机构:manufacturing usa
  • 发布人:manufacturing usa
  • 发布时间:2024-01
  • 报告类型: 科技
  • 关键词:美国,航天制造,新兴技术
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  • 报告摘要:

    2023年12月20日,美国宇航局、国防部和商务部向国家航天委员会提交了一份《航天制造技术报告》。该报告分析了美国航天制造业在优先关注技术、制造业伙伴关系、区域资金、联邦计划协同、教育等五方面情况。

    三部门在报告中推出了“新兴空间制造技术列表”,涉及七种新兴技术,包括:增材制造、先进材料、机器人和自动化、数字化制造系统、可持续生产、电子制造、高超声速。该报告建议各机构保留此技术清单,并审视推广这些技术时需要解决的差距。

    1.增材制造:增材制造(AM),又称3D打印,是“根据三维模型数据连接材料以制造零件的过程,与减法制造和成型制造方法不同”。AM可以制造出复杂的几何形状和内部结构,而传统的制造方法很难或根本无法制造出这种形状和结构,因此可以显著降低成本,缩短工期。AM正在极大地改变着设计和制造领域,为许多领域的硬件制造带来了新一轮的先进技术浪潮。

    2.先进材料:包括复合材料、陶瓷、轻质金属、纳米技术和生物技术在内的材料,可用于制造具有更佳性能(如更高强度、耐用性和生物相容性)的新材料。这些材料可用于各种空间技术应用。发掘先进材料潜力的要求包括采用更有效的方法,利用稀土金属和空间系统所必需且基本独有的材料,识别、合作、清洁提取和制造部件。

    3.机器人和自动化:机器人技术和自动化用于提高制造过程的效率和精确度,从而加快生产速度,降低劳动力成本,并可在危险环境中进行制造,或执行那些对机器人来说过于危险的任务。

    4.数字化制造系统:航天工业正变得以数据驱动为主要方向。几乎所有的现代制造、设备和基础设施都在一定程度上实现了计算机化,智能制造系统利用物联网、人工智能、虚拟现实和数字双胞胎等先进技术,以数字化方法取代物理工作,实现制造流程的信息化、最优化和自动化。

    5.清洁和可持续制造:现代制造技术所采用的方法和工艺能够最大限度地减少或消除对环境和人类健康的负面影响,同时还能节约资源和能源。这些技术使化学产品和工艺的设计能够减少或消除有害物质的使用和产生,并为闭环制造提供了机会,在闭环制造过程中,废品和副产品在制造过程中被回收或再利用,而不是被丢弃。

    6.电子制造:能为太空元件提供准确可靠的规模化制造技术,以及太空制造半导体的卓越品质。例如,设计耐辐射芯片、氮化镓和磷化铟元件、大型焦平面阵列和太阳能电池板。这些进步将促进用于空间布线和连接器的具有成本效益的国内制造的电气、电子和机电“3E”组件的本土化。

    7.高超音速:制造技术对高超音速飞行器的开发和不断进步至关重要,是航天工业持续增长和发展的关键因素。这些技术包括材料、热保护系统、推进系统以及轻质高强度结构的开发,这些结构能够承受与高超音速阶段相关的高温和空气动力。


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