作為張衡一號衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的制造單位，中國空間技術(shù)研究院下屬北京衛(wèi)星制造廠有限公司通過采用“軟硬兼施”的新方法，實現(xiàn)了衛(wèi)星的高效高質(zhì)制造，為張衡一號更好地完成科學任務(wù)提供了保證。

制造新模式 高效又高質(zhì)

近年來，中國空間技術(shù)研究院一直在大力推行“三維下廠”工作，通過提升信息化、數(shù)字化等“軟實力”，為實現(xiàn)宇航智造打好基礎(chǔ)。張衡一號的研制正是一次三維制造的典型應(yīng)用。

也許在很多人的印象里，廠房里忙碌的生產(chǎn)場景肯定少不了操作人員認真研讀圖紙的畫面。不過如果你是在張衡一號研制期間走進廠房，你會發(fā)現(xiàn)操作臺上難覓圖紙的蹤影。借助三維制造模式，張衡一號做到了無紙化研制生產(chǎn)。

▲三維制造模式下，操作人員和技術(shù)人員銜接更緊密，配合更默契。

在傳統(tǒng)的制造模式下，工藝人員需要依據(jù)設(shè)計人員提供的二維圖紙編制工藝指導(dǎo)文件，操作者再依據(jù)圖紙和工藝將平面示意的設(shè)計意圖轉(zhuǎn)化為實物產(chǎn)品，這就要求操作人員具備很強的二維識圖和三維空間想象能力。二維和三維的轉(zhuǎn)換過程中就為質(zhì)量隱患埋下了種子。而在三維制造模式下，工藝人員直接利用設(shè)計提供的三維模型進行生產(chǎn)過程工藝模型的轉(zhuǎn)換和批注，操作人員直接按照三維模型進行生產(chǎn)，這種所見即所得的生產(chǎn)方式，有效降低了工藝和制造的差錯率。盡管多年來操作人員已經(jīng)習慣了看圖生產(chǎn)，但是三維制造模式帶來的直觀視覺效應(yīng)和高效率很快就贏得了大家的信任。以結(jié)構(gòu)板蒙皮檢測為例，以往檢驗人員每個孔位都需測量比對，費時費力，而現(xiàn)在只需拍張照片，就能與三維模型直接比對，是否符合設(shè)計要求一目了然，勞動強度大幅下降，檢驗效率更因此提升了4倍之多。借助三維制造模式帶來的高效率，張衡一號的研制可謂順風順水，全部工作都按節(jié)點要求準時完成。

應(yīng)用新材料 消磁又減重

張衡一號是通過監(jiān)測電磁變化來發(fā)現(xiàn)地殼異動情況的，因此對于電磁干擾十分敏感。衛(wèi)星結(jié)構(gòu)板的埋件采用常規(guī)鋁合金的話，需要用鋼絲螺套對安裝接口進行加強，而鋼絲螺套在太空環(huán)境下會產(chǎn)生微弱的電磁反應(yīng)，有可能影響張衡一號的監(jiān)測精度，因此技術(shù)人員提出用高強鋁合金替代常規(guī)鋁合金，從而省去鋼絲螺套，消除電磁影響。

高強鋁合金的強度很高，但是這種新材料的承載能力是否符合衛(wèi)星要求，能否經(jīng)受太空環(huán)境的考驗，即使設(shè)計人員心中也沒有百分百的把握。為此，技術(shù)人員從接頭規(guī)格、構(gòu)型、傳力方式、承載方式等不同緯度設(shè)計試驗矩陣，開展了幾百次力學試驗，充分驗證了新材料的可靠性。通過試驗，不僅摸清了新材料的工藝參數(shù)，為后續(xù)加工鋪平了道路，更重要的是獲得的詳實試驗數(shù)據(jù)為設(shè)計人員大膽采用新材料提供了堅強支撐。

▲操作人員正在進行結(jié)構(gòu)板的復(fù)合膠接工作

而高強鋁合金這種新材料的成功應(yīng)用不僅滿足了張衡一號有效載荷對電磁影響的嚴格要求，還附帶了一份額外的驚喜。原來張衡一號的結(jié)構(gòu)板需要用到上千個埋件，如果采用常規(guī)鋁合金材料就需要在螺孔內(nèi)鑲嵌上千個鋼絲螺套進行加強。盡管每個鋼絲螺套只有幾克重，但是上千個加起來重量也達公斤級。而高強鋁合金由于自身強度足夠，無需鑲嵌鋼絲螺套，結(jié)構(gòu)制造周期因此大幅縮短，結(jié)構(gòu)重量也因此得以減輕。

三維制造模式和高強鋁合金的應(yīng)用，不僅為張衡一號打造了一副更輕更強壯的身體，由此積累的研制經(jīng)驗已經(jīng)在后續(xù)許多型號中得以推廣應(yīng)用。在這一軟一硬的創(chuàng)新推動下，研究院將以更快的速度打造出更多更好的衛(wèi)星，伴隨著張衡一號遨游星宇，共同探索地球和太空的奧秘，不斷開拓科學的疆土。