南極熊導(dǎo)讀：金屬3D打印大大加速商業(yè)航天的發(fā)展。

2025年10月，南極熊獲悉，北京天兵科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱"天兵科技"）宣布完成近25億元人民幣Pre-D輪和D輪融資。本輪融資由國(guó)裕高華、濟(jì)鋼集團(tuán)、東方資產(chǎn)、申萬(wàn)投資、中銀資產(chǎn)、貴陽(yáng)工業(yè)發(fā)展基金等多家知名機(jī)構(gòu)共同完成，資金將主要用于火箭及發(fā)動(dòng)機(jī)批產(chǎn)備產(chǎn)備料、新一代發(fā)動(dòng)機(jī)與火箭研制。

天兵科技自主研制的可重復(fù)使用液體運(yùn)載火箭，可為衛(wèi)星用戶提供低成本、高可靠的定制化發(fā)射服務(wù)，并提供與之配套的星箭匹配、發(fā)射場(chǎng)協(xié)調(diào)、發(fā)射測(cè)控、保險(xiǎn)技術(shù)支持等完整服務(wù)體系。公司可為用戶提供各型譜的動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)品配套，自主研發(fā)的大、中、小推力通用型發(fā)動(dòng)機(jī)，可廣泛用于衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)、超音速飛行器推進(jìn)系統(tǒng)、火箭主動(dòng)力和姿控動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)。

業(yè)內(nèi)人士表示，通過本輪融資，天兵科技將進(jìn)一步夯實(shí)在液體運(yùn)載火箭研制、批量化生產(chǎn)與可重復(fù)使用技術(shù)上的領(lǐng)先地位，推動(dòng)中國(guó)商業(yè)航天從單點(diǎn)技術(shù)突破，邁向體系化、規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化的新發(fā)展階段，為建設(shè)航天強(qiáng)國(guó)、搶占低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略制高點(diǎn)提供強(qiáng)勁動(dòng)力。

3D打印技術(shù)：天兵科技發(fā)動(dòng)機(jī)制造中的應(yīng)用

?2023年4月，天兵科技在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重大突破，其自主研發(fā)的液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)TH-11V成為全球首款應(yīng)用3D打印技術(shù)的閉式循環(huán)補(bǔ)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)作為運(yùn)載火箭的核心動(dòng)力系統(tǒng)，其制造工藝直接決定火箭性能與成本。為應(yīng)對(duì)輕量化、低成本、快速研制的迫切需求，天兵科技在TH-11發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)初期就創(chuàng)新性地構(gòu)建了適應(yīng)3D打印制造技術(shù)和低成本材料體系的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。通過優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，天兵科技在確保比沖、推質(zhì)比、重復(fù)使用性以及可回收性等關(guān)鍵性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的同時(shí)，成功將3D打印技術(shù)全面應(yīng)用于推力室、預(yù)燃室、渦輪泵、閥門及總裝結(jié)構(gòu)件等核心部件制造。

針對(duì)3D打印部件在富氧補(bǔ)燃循環(huán)工作環(huán)境下表面流動(dòng)、換熱、耐高溫、抗氧化、抗沖刷、抗振動(dòng)沖擊等關(guān)鍵性能的特殊挑戰(zhàn)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過大量仿真模擬和試驗(yàn)驗(yàn)證，建立了與3D打印技術(shù)深度匹配的設(shè)計(jì)、工藝和制造體系。這一創(chuàng)新不僅使發(fā)動(dòng)機(jī)組數(shù)量減少80%，制造周期縮短70%~80%，成本和重量降低40%~50%，還顯著提升了發(fā)動(dòng)機(jī)推質(zhì)比至100以上，實(shí)現(xiàn)了世界同等量級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)中的領(lǐng)先水平。

?2022年11月，天兵科技110噸推力液氧煤油火箭發(fā)動(dòng)機(jī)"天火十二"（TH-12）圓滿完成全系統(tǒng)熱試車，其中"大型推力室及泵殼3D打印"被確認(rèn)為關(guān)鍵技術(shù)方案之一。該發(fā)動(dòng)機(jī)于2020年12月啟動(dòng)研制，地面設(shè)計(jì)推力110噸，比沖285s，推重比163，采用六通道控制，全程實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)，可實(shí)現(xiàn)多模式啟動(dòng)、多次點(diǎn)火、泵后雙向搖擺和變推力控制等功能。

國(guó)內(nèi)商業(yè)航天廠商3D打印技術(shù)應(yīng)用情況

國(guó)內(nèi)商業(yè)航天廠商在3D打印技術(shù)的應(yīng)用上發(fā)展迅速，已將其作為提升研發(fā)效率和降低制造成本的核心手段之一。多家頭部企業(yè)通過引入金屬增材制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)或衛(wèi)星等關(guān)鍵部件的快速迭代。

?藍(lán)箭航天：液氧甲烷火箭發(fā)動(dòng)機(jī)使用3D打印技術(shù)

2025年4月15日，由藍(lán)箭航天自主研發(fā)的天鵲系列液氧甲烷火箭發(fā)動(dòng)機(jī)第100臺(tái)成功下線。這一里程碑標(biāo)志著我國(guó)商業(yè)航天動(dòng)力產(chǎn)業(yè)邁入了規(guī)模化應(yīng)用階段，也表明國(guó)內(nèi)航天制造業(yè)正迎來一場(chǎng)技術(shù)革新。3D打印技術(shù)，作為推動(dòng)這一成就的重要因素。

天鵲系列發(fā)動(dòng)機(jī)的自制比例超過60%，包括半系統(tǒng)、全系統(tǒng)的大部分關(guān)鍵核心部件都是自制的。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，藍(lán)箭航天采用了不少金屬3D打印技術(shù)。天鵲系列發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)獍l(fā)生器與燃燒室部件均采用了鉑力特的激光金屬3D打印設(shè)備。據(jù)其工程師透露，傳統(tǒng)制造發(fā)動(dòng)機(jī)的過程就像是手工雕刻象牙，需要切割、焊接、打磨幾百個(gè)零件，故障風(fēng)險(xiǎn)較高。通過3D打印的方式，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)制造的可靠性，減少材料浪費(fèi)，從而縮短制作周期。

?銀河航天：3D打印助力“造星”革命，探索衛(wèi)星批量制造新路徑
在商業(yè)航天加速發(fā)展的浪潮中，銀河航天公司正通過3D打印等先進(jìn)技術(shù)，推動(dòng)衛(wèi)星制造從“手工作坊”向智能化、批量化轉(zhuǎn)型，開啟低成本、高效率的“造星”新時(shí)代。早在2022年，銀河航天公司首席技術(shù)官朱正賢就曾介紹過，技術(shù)人員已廣泛應(yīng)用3D打印技術(shù)于衛(wèi)星關(guān)鍵部件的制造，成功實(shí)現(xiàn)高頻微距波導(dǎo)、高性能天線等載荷的精密加工。

△工作人員在介紹銀河航天首發(fā)星技術(shù)特點(diǎn)

這一技術(shù)突破不僅顯著提升了制造效率，更在空間利用和性能優(yōu)化上實(shí)現(xiàn)雙重飛躍。通過3D打印，部分載荷的互聯(lián)空間被壓縮至傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的三分之一，同時(shí)電性能也得到提升，為衛(wèi)星小型化、高性能化提供了有力支撐。

△3D打印S螺旋天線

南極熊注意到銀河航天在其官網(wǎng)上展示了自主研發(fā)的S螺旋天線采用雙線錐螺旋形式，可實(shí)現(xiàn)上半空間全覆蓋，用于星上測(cè)控信號(hào)的發(fā)射或接收。天線通過3D打印技術(shù)一體成形，無焊接工藝，質(zhì)量輕、可靠性高。

?星河動(dòng)力：3D打印技術(shù)打造“輕量化”火箭發(fā)動(dòng)機(jī)

民營(yíng)航天企業(yè)星河動(dòng)力正通過3D打印技術(shù)革新火箭制造模式，實(shí)現(xiàn)成本、周期與性能的多重突破。傳統(tǒng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)制造周期長(zhǎng)、成本高，通常需耗時(shí)約6個(gè)月。而星河動(dòng)力采用3D打印技術(shù)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)一體化成型，將生產(chǎn)周期縮短至一個(gè)月以內(nèi)，制造成本降至原來的十分之一，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)重量減輕了50%，顯著提升了運(yùn)載效率和經(jīng)濟(jì)性。公司創(chuàng)始人劉百奇表示他們正把材料性能壓榨到極致。3D打印在提升設(shè)計(jì)自由度的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了輕量化與高性能的統(tǒng)一，為火箭“瘦身增效”提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

南極熊點(diǎn)評(píng)

國(guó)內(nèi)商業(yè)航天領(lǐng)域?qū)?D打印技術(shù)的應(yīng)用正處于快速發(fā)展階段，展現(xiàn)出強(qiáng)勁的創(chuàng)新活力和巨大的發(fā)展?jié)摿Α？傮w來看，3D打印技術(shù)已成為推動(dòng)我國(guó)商業(yè)航天降本增效、加速迭代的關(guān)鍵賦能手段，正在從“試驗(yàn)探索”邁向“工程化應(yīng)用”的新階段。

然而，國(guó)內(nèi)商業(yè)航天在3D打印技術(shù)應(yīng)用上仍面臨挑戰(zhàn)。一是高端金屬3D打印設(shè)備和優(yōu)質(zhì)粉末材料仍部分依賴進(jìn)口，供應(yīng)鏈安全需加強(qiáng)；二是在批量化、自動(dòng)化生產(chǎn)方面，質(zhì)量一致性和過程控制能力有待提升；三是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)認(rèn)證體系尚不完善，制約了3D打印部件在飛行任務(wù)中的大規(guī)模應(yīng)用。

可以說，3D打印技術(shù)正深刻重塑國(guó)內(nèi)商業(yè)航天的制造范式，推動(dòng)其向低成本、高效率、快速迭代的方向發(fā)展。未來，隨著材料、工藝、裝備和標(biāo)準(zhǔn)體系的持續(xù)完善，3D打印有望成為我國(guó)商業(yè)航天核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要組成部分，助力實(shí)現(xiàn)航天強(qiáng)國(guó)的建設(shè)目標(biāo)。

南極熊熱文