复合固体推进剂凭借高释能效率、高能量密度、低制造成本和工艺性好等优势，已成为固体火箭发动机的主流动力源，在武器装备、航天推进等领域中发挥着至关重要的作用。
由于复合固体推进剂在未固化前呈膏状，具有剪切变稀特性，理论上可以通过增材制造（3D打印）技术成型。增材制造能将复杂的三维加工简化为平面加工，改善传统浇注工艺中易出现的组分偏析问题，减少人工操作，同时实现连续快速的一体化装药，解决药柱界面粘接的问题。
3D打印推进剂药柱静态点火测试
©Chromatic 3D Materials
3D打印推进剂向工程化迈出一步
根据3D科学谷的市场观察，美国Chromatic 3D Materials公司宣布成功完成了增材制造火箭推进剂药柱的静态点火测试。这是近年来火箭推进剂增材制造技术从实验室走向工程化的一次关键验证，也是商业化进程中的一个重要节点。
测试表明，这款3D打印成型的推进剂药柱能够在超过1800psi（约12.4兆帕）的燃烧压力下保持结构完整而不发生失效。Chromatic公司表示，该推进剂实现了与顶级传统推进剂相当的能量密度水平，同时具备承受高压燃烧环境所需的结构完整性，推进性能与当前现役系统相当，并展示出了超越传统性能的趋势。
此外，3D打印技术为固体推进剂制造带来的附加价值在于，可以将推进剂直接打印到结构部件上或内部，从而实现优化的几何形状、更高的质量效率以及独特的推力控制。这些功能将转化为更高的推力、更远的射程和更强的任务灵活性。
Chromatic公司采用的是RX-AM™反应挤出3D打印技术。这一技术原本用于打印耐用弹性体材料，但过去两年中，该公司对传统聚丁二烯系推进剂粘合剂进行了重新设计，使推进剂混合浆料具备了可打印性。
来源：Chromatic 3D Materials
该公司在官方网站上介绍了这一技术的四个主要优势。包括：实现零孔隙率打印，从而满足高超音速火箭对推进剂能量水平的严苛要求；推进剂材料采用了用户所熟悉的粘合剂组分，性能指标满足相关标准；3D打印设备采用龙门式架构，结合泵驱动的沉积方式，用低成本硬件就能实现快速打印；材料能够迅速固化，适用于大型推进剂部件的增材制造。
具体来说，材料在被挤出沉积后的数秒内迅速固化，保持形状并减少坍塌，而已沉积的材料与下方层之间形成牢固结合，从而提供抗冲击所需的高强度。这种方法有助于以更安全、成本更低、更快的方式实现推进剂药柱制造。同时，由于避开了传统浇铸工艺，这种3D打印工艺为火箭推进剂的敏捷化和分布式生产提供了一条新路径。
国内探索
近年来，我国固体推进剂增材制造研究已形成了多机构参与、多工艺探索和多材料创新的良好态势。
例如，南京工程学院与东南大学的研究团队开展了NEPE推进剂增材制造技术的研究，系统分析了适配增材制造的高能固体推进剂浆料特性，通过优化配方设计与工艺参数，深入研究了紫外树脂含量、固体含量、温度和时间对浆料粘度的影响规律。湖北航天化学技术研究所申请了相关发明专利，结合增材制造与传统浇注成型工艺的优势，提出了一种既保证成型精度又可提高生产效率的固体推进剂增材制造方法，旨在克服目前直写式增材制造中推进剂药柱填充孔隙率高、速度慢等缺陷，解决高精度与高效率之间的矛盾。
当前，国内研究重心仍以工艺可行性探索和材料配方适配为主，产业化应用正在推进中。以3D打印设备为例，《固体发动机行业技术发展与市场前景分析报告（2025年）》显示，3D打印药柱成型设备的国产化率已从2020年的12%提升至81%，制造成本因此降低了约34%。至少在设备层面，产业化已经有了一定的进展。
参考资料
[1]明天凡,王沫茹,罗聪,等.固体推进剂增材制造技术的研究进展与展望[J].固体火箭技术, 2026, 49(1): 2-18.
[2]北京华经产业研究院.固体发动机行业技术发展与市场前景分析报告[R].北京:北京华经产业研究院, 2025.
[3]南京工程学院环境工程学院.环境工程学院邱琪丽副教授在国际权威期刊发表学术论文[EB/OL]. (2026-03-09)[2026-05-06]. https://www.njit.edu.cn/info/1044/26580.htm.
4]湖北航天化学技术研究所.一种复杂构型固体推进剂药柱及其快速成型方法[P].中国: CN202410253062.7, 2024-06-04.
