談3D打印與火箭制造：商業航天更適合廣泛應用增材解決方案
時間：2021-09-11 20:44 來源：未知 作者：admin 閱讀：次
早在2019年，太空發射設備Launcher公司率先采用了3D打印來制造液體火箭發動機，進一步改善了來自 AMCM （EOS旗下公司）的設備。今年初，英國初創太空發射公司Orbex在社交媒體上宣布委托AMCM公司協助定制歐洲最大的工業級3D打印機進行火箭制造，達到每年生產超過35個大型火箭發動機和主級渦輪泵系統的內部目標。
最近，總部位于佛羅里達州的金屬3D打印服務商Sintavia購買了兩臺由德國AMCM公司打造的M4K－4金屬3D打印系統，以提升3D打印火箭零件的能力。這臺機器是EOS M400-4的修改版本，是原始EOS機器兩倍高度。
Sintavia目前的增材制造能力令大多數工程師羨慕不已，公司已經采購了30多臺高速3D打印機，包括來自GEAdditive、TRUMPF的設備，還有8臺EOS的M400-4四軸激光打印機。Neff分享了公司進入火箭制造領域所需的經驗和策略：因為客戶迫切需要擴大規模。
Neff解釋說：“目前設備因高度問題而存在局限性。之前使用增材制造的通用基本方式是打印兩到三個部件，再把它們焊接在一起。而現在，M4K允許我們將每個推力室組件制造為一個整體：把噴射器、槍管和噴嘴作為一個整體來制造。以前單純打印兩個零件焊接的方法會影響火箭的性能，因為無法在推力室組件內達到冷卻，必須在后期處理中把它們連接起來。我認為M4K的出現打破了規則，特別是對于火箭推進行業，因為我們可以重新設計發動機組件來消除任何類型的法蘭。”
據AMCM公布的數據顯示，Launcher的E-2發動機燃燒室從一開始就被設計為
"具有增材制造功能的燃燒室"，將 Neff 描述的優點集中到一個結構中。利用同樣的優勢，Sintavia采購的 M4K-4 打印450mm x
450mm x 1000mm的TCAs和其他熱動力部件和機翼。
M4K-4 被定義為 EOSM400-4 的“延伸擴大”版本，因為它具備更大的成型尺寸、更強大的激光器和更優化的冷卻系統。M4K-4交付后，Sintavia公司計劃將用于處理高性能銅和鎳合金。
當然，成型尺寸也需要謹慎考慮，AMCM與TCT分享了如何通過精確的模擬工具來抵消制造過程中的高溫導致的工件變形。Neff相信Sintavia有能力滿足客戶的各種需求。
Neff闡述道：“商業航天正在推動增材制造技術在航空器上更廣泛地應用，這是非常好的現象。雖然商業航天所代表的火箭發射業務市場與商用航空市場相比，仍然非常小。但商用航空由于涉及適航認證等各種環節，采用增材制造技術的進程還是非常緩慢。"
商業航天行業的客戶要求用更少的傳統連接步驟制造TCA，優化再生冷卻通道，他們迫切希望壓縮交貨時間，所以3D打印解決方案就有了機會。Neff認為，這些優勢的結合是至關重要的。
Neff最后總結道：“讓我們暢想一下未來，人類在探索外太空時，總不可能去火星上造一個鑄造廠，而是會選擇使用3D打印，嘗試用太陽能和月球塵埃進行打印。當公司朝這個方向去做市場營銷時，也在對市場證明：我們可以在地球完成打印，也可以在太空中做這件事。我個人認為這是一件非常酷的事。"
(責任編輯：admin)
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