2023年10月25日,據(jù)資源庫(kù)了解,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)成功完成了首次使用鋁材料制成的3D打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴測(cè)試,這是其“第四次工業(yè)革命反應(yīng)增材制造(RAMFIRE)”項(xiàng)目的一部分。
一開始,NASA與材料開發(fā)商Elementum 3D合作,開發(fā)了一種名為A6061-RAM2的鋁制變體,同時(shí)也開發(fā)了專用于激光粉末直接能量沉積(LP-DED)工藝的粉末。
為了制造3D打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴,接下來,RAMFIRE團(tuán)隊(duì)與定向能量沉積(DED)專家RPM Innovations(RPMI)展開合作。RPMI采用了新開發(fā)的鋁材料和專用粉末,使用其LP-DED技術(shù)來3D打印RAMFIRE噴嘴。
最后,NASA已經(jīng)對(duì)該噴嘴進(jìn)行了22次成功測(cè)試,累計(jì)測(cè)試時(shí)間近10分鐘,溫度達(dá)到6000華氏度。此外,壓力室的壓力超過825磅每平方英寸(psi),超過預(yù)期的測(cè)試壓力。據(jù)NASA稱,這些測(cè)試表明3D打印噴嘴可以在最苛刻的深空環(huán)境中有效運(yùn)行。
除了火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴,RAMFIRE鋁材料還被用于制作其他先進(jìn)的大型部件以進(jìn)行演示。其中包括一個(gè)直徑36英寸的Aerospike噴嘴,該噴嘴將復(fù)雜的冷卻通道與真空夾套結(jié)合在一起,用于低溫流體應(yīng)用。
由于鋁材料密度低,可以制造高強(qiáng)度而輕量的零部件。因此,NASA聲稱他們的新型3D打印RAMFIRE火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴比傳統(tǒng)噴嘴更輕,可以用于攜帶更重的深空任務(wù)載荷,這將有助于在執(zhí)行NASA的“月球到火星”計(jì)劃中發(fā)揮重要作用,
事實(shí)上,3D打印在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)零部件制造方面已經(jīng)有一些非常典型的應(yīng)用案例。2023年3月23日,相對(duì)論空間成功發(fā)射了世界上第一枚3D打印的火箭,名為“人族1號(hào)”,其中85%的部件都是通過3D打印制造的,包括發(fā)動(dòng)機(jī)。
最近的新聞還包括EOS的德國(guó)合作伙伴AMCM正在開發(fā)一種用于太空火箭生產(chǎn)的新型金屬激光束粉末床融合(PBF-LB)3D打印機(jī)。這款新型金屬3D打印機(jī)名為AMCM 8K,將用于3D打印航空航天公司ArianeGroup的Prometheus火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的燃燒室。這些零部件采用CuCr1Zr制造,高度超過1000毫米,最大直徑為800毫米。
此外,Agile Space Industries正在努力認(rèn)證工業(yè)3D打印材料制造商6K Additive的Ni625粉末。一旦獲得認(rèn)證,Agile將使用這種材料3D打印關(guān)鍵的太空火箭零件。據(jù)了解,首批使用Ni625粉末3D打印的零部件將用于Agile的A2200雙組元自燃發(fā)動(dòng)機(jī)。 |
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