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金屬3D打印在火箭發(fā)動機制造中的應(yīng)用1

隨著3D打印近些年的迅猛發(fā)展，現(xiàn)如今3D打印機為眾多行業(yè)提供了全新創(chuàng)意實現(xiàn)的可能性，航天航空領(lǐng)域也受益其中。這些行業(yè)充分利用了這項新興技術(shù)，無論是在早期原型設(shè)計還是小批量生產(chǎn)過程。在本文中，我們將重點討論3D打印發(fā)動機項目。

首先，我們將了解3D打印如何幫助人們制造機械零件，以及如何生產(chǎn)3D打印火箭發(fā)動機。此外還將向您展示3D打印發(fā)動機的諸多案例，這些案例將為您提供有關(guān)項目可行性的概述。下面讓我們看看如何通過3D打印技術(shù)改進火箭發(fā)動機生產(chǎn)并為太空探索做好準(zhǔn)備！

為什么3D打印發(fā)動機具備優(yōu)勢？

這種先進的制造工藝確實可以成為發(fā)動機生產(chǎn)的重要組成部分。使用3D打印機進行原型設(shè)計和生產(chǎn)具有許多優(yōu)勢，可以幫助您改進產(chǎn)品開發(fā)。

使用3D打印進行發(fā)動機原型設(shè)計

眾所周知，3D打印是一種很好的原型制造方法。它允許制造商以更低的成本和速度進行產(chǎn)品原型的多次迭代。此外，由于您必須使用CAD設(shè)計軟件來創(chuàng)建零件圖紙，因此如果需要修改某些細(xì)節(jié)參數(shù)，則只需對3D打印文件進行修改即可。

利用3D打印機小批量生產(chǎn)

程。通過本文提供的案例，您將清晰的了解3D打印是如何為機械制造項目制作出終使用型零件。

實際上，3D打印技術(shù)發(fā)展得非?？欤S多抗性材料現(xiàn)在正在逐步進入市場。在航空領(lǐng)域，工程師們關(guān)注的是耐熱材料的零件制作，特別是生產(chǎn)火箭發(fā)動機部件的所需材料。同時3D打印通常用于制造輕量化零件，工程師們一直在尋找更輕便的金屬材料，通過拓?fù)鋬?yōu)化近一步改良零件的模型外觀，從而終達到輕量化的目的。

3D打印發(fā)動機項目

SpaceX公司星艦飛船核心部件：猛禽發(fā)動機

拓展：星艦使用的是以液氧甲烷為燃料的大推力發(fā)動機，單臺大推力可達2000多千牛，換算成直覺理解，就是能托舉起200多噸的重物，相當(dāng)于4節(jié)載滿50噸貨物的火車車廂。本次測試使用了3臺這樣的發(fā)動機，上面我們也有提到，完整版的星艦將裝有6臺這樣的發(fā)動機，超重火箭則將安裝有28臺發(fā)動機。

3D打印的發(fā)動機項目目前主要應(yīng)用于航空航天的研發(fā)過程中。NASA和ESA對這種制造工藝非常感興趣，他們看到了這項先進技術(shù)的所有好處，以及如何將它用于原型制造和機械零件生產(chǎn)。近美國宇航局的許多項測試中都包括3D打印技術(shù)。

使用3D建模軟件創(chuàng)建機械零件

為了利用3D打印機生產(chǎn)設(shè)計原型，您需要使用3D打印建模軟件進行機械工程項目分解。目前市場上有一些專用于機械工程設(shè)計的軟件，他們將幫助您為火箭發(fā)動機項目設(shè)計技術(shù)零件。例如，Autodesk專門獨立開發(fā)了可以完美用于機械工程的3D打印建模軟件，例如Fusion 360或Inventor。當(dāng)然您也可以使用CATIA等設(shè)計軟件，這些軟件有助于幫助您處理復(fù)雜的幾何形狀。

好的3D打印火箭發(fā)動機項目

“Relativity Space”項目，3D打印整個火箭

“Relativity Space”項目的目標(biāo)是重新思考人類制造火箭的方式，并試圖使用3D打印技術(shù)來制造整個火箭。這家位于洛杉磯的航空航天初創(chuàng)公司認(rèn)為，人類未來將進行星際旅行，這就是建立此項目的初衷。所有這些項目都是在佛羅里達州卡納維拉爾角的太空港進行研發(fā)的。事實上，由于公司與美國空軍達成協(xié)議，該公司可以使用卡納維拉爾角空軍基地的一個名為LC-16的實驗室進行測試。

該公司確信火箭的傳統(tǒng)制造工藝可以得到改進和簡化，火箭的零件可以由大型3D打印機進行3D打印制造。為了重新思考這條生產(chǎn)線，Relativity Space開發(fā)了名為“星際之門”的機器，并創(chuàng)建火箭制造工廠。該公司擁有市場上大的金屬3D打印機，能夠創(chuàng)建20英尺高，10英尺寬的零件，能夠在不到兩個月的時間內(nèi)完成制造。得益于3D打印工藝，他們的人造1號火箭是世界上具成本效益的發(fā)射器。

Orbex推出世界上大的3D打印火箭發(fā)動機

Orbex是一家英國初創(chuàng)型公司，推出了使用金屬3D打印的大火箭。整個火箭，包括發(fā)動機，高56英尺。該公司與航空航天工程師合作制造了這款令人印象深刻的Stage 2火箭。這種3D打印的火箭屬于一次成型，中間沒有焊接點，使其比傳統(tǒng)的發(fā)射器更輕，更高效。同時在性能方面其更耐壓力和極端溫度。它采用SLM3D打印解決方案，主要使用碳纖維和鋁復(fù)合材料制造而成。這個世界上大的火箭使用可再生燃料來源，將碳排放量減少了90%。

美國宇航局工作的工程師制作火箭發(fā)動機原型

3D打印機是產(chǎn)品原型研發(fā)制造的絕佳工具?，F(xiàn)在人們可以使用金屬3D打印機進行產(chǎn)品原型設(shè)計，但使用這種技術(shù)用兩種不同的材料進行打印仍然很困難。但對于美國宇航局的工程師來說，困難并不意味著不可能。他們使用兩種不同的金屬制造了火箭發(fā)動機原型：銅合金和鉻鎳鐵合金。他們使用了一種稱為釬焊的工藝，以加入兩種不同類型的金屬，從而創(chuàng)造出一種全新的組件。這一先進工藝為未來3D打印金屬零件提供了有希望的可能性。

3D打印火箭發(fā)動機的未來

正因為市場上不斷出現(xiàn)新的3D打印機和3D打印材料，從而可以制造出令人印象深刻的項目。例如，金屬3D打印變得越來越準(zhǔn)確，這對于眾多行業(yè)來說是真正的游戲改變者。

同時很多3D打印機制造商也在開發(fā)大型3D打印機以此來滿足更多大型零件的制作需求。在不遠的將來通過3D打印制作的發(fā)動機引擎和3D打印航天飛機零部件將會越發(fā)普遍。我們期待未來使用3D打印火箭發(fā)動機能夠真正實現(xiàn)升空！

Launcher 是一家成立于2017年初的航天企業(yè)，其業(yè)務(wù)是通過小型火箭向低地球軌道發(fā)射衛(wèi)星，他們專注于小型衛(wèi)星市場，并將在不久的將來提供GPS，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和地球成像等業(yè)務(wù)。

3D打印非常適用于產(chǎn)品原型制造，但現(xiàn)在隨著技術(shù)的發(fā)展，越來越多地制造商將3D打印機直接用于小批量生產(chǎn)過程。通過本文提供的案例，您將清晰的了解3D打印是如何為機械制造項目制作出終使用型零件。

實際上，3D打印技術(shù)發(fā)展得非?？?，許多抗性材料現(xiàn)在正在逐步進入市場。在航空領(lǐng)域，工程師們關(guān)注的是耐熱材料的零件制作，特別是生產(chǎn)火箭發(fā)動機部件的所需材料。同時3D打印通常用于制造輕量化零件，工程師們一直在尋找更輕便的金屬材料，通過拓?fù)鋬?yōu)化近一步改良零件的模型外觀，從而終達到輕量化的目的。

3D打印發(fā)動機項目

SpaceX公司星艦飛船核心部件：猛禽發(fā)動機