美國宇航局3D打印出世界首個全尺寸銅質火箭發動機部件

寂靜天花板

  近日， 美國宇航局（NASA）對外展示了他們3D打印的全尺寸銅質火箭發動機零部件。為了節省時間和金錢，這家機構使用一臺選擇性激光熔融（SLM）3D打印機制造出了銅質發動機燃燒室內襯，該功能部件能夠承受極高和極低的溫度。
; _: x! X1 z  j& ]* q“使用增材制造（即3D打印）技術制造的首個全尺寸、銅質火箭發動機零部件是航天3D打印歷史上的一個里程碑。”NASA總部的空間技術任務理事會副主任Steve Jurczyk解釋說：“增材制造是可以幫助我們實現火星之旅甚至維持探險者在這顆紅色星球上生活的眾多技術之一。”

    當火箭被送入太空時，它不僅要承受各種極端條件的考驗，而且還要保證所有的化學反應一切按照計劃進行。其中的一個例子就是讓推進劑從極度的低溫加熱至極端高溫。而銅是一種優良的金屬材料，可容納這些苛刻的、不斷變化的條件。因此，獲得3D打印銅材料的能力不僅為NASA、也為世界各地的制造企業打開了一扇大門。事實上，據了解，NASA已經通過他們的材料和工藝信息系統（MAPTIS）發布了這一工藝的處理數據，以供所有的美國制造企業利用。
) A, }6 l* g* O* y* [! ` “在猶如一張紙那么薄的銅質內膽壁內，溫度可飆升到超過5000華氏度，為了不讓它熔化，我們必須使用循環氣體進行冷卻，使其壁的外側保持在絕對零度以上100度。”NASA馬歇爾太空飛行中心工程局主任Chris Singer說：“為了循環上述氣體，燃燒室襯里的內外壁之間建造了200多個復雜的通道。制造這些微小的、具有復雜幾何形狀的內部通道，即使對我們的增材制造團隊來說，也是一大挑戰。”

     燃燒室的襯套使用的是一種名為GRCo-84的材料，它是在NASA自己在俄亥俄州的Glenn研究中心開發出來的一種銅合金。3D打印的襯里使用的就是這種銅合金粉末，整個襯里制造完成總共打印了驚人的8255層，其精度可想而知。光3D打印這一個部件就花了10天零18個小時。

: l0 N- V; }1 J% e6 Q* L  “銅的導熱性極佳。”負責這項制造的材料工程師Zach Jones說:“這就是為什么銅會成為制造發動機燃燒室襯里的理想材料。但是銅的這一屬性也使它很難用于3D打印，因為激光難以持續熔化銅粉。”

NASA的最終目標是要是要使火箭發動機零部件的制造速度大幅提升，同時至少降低50%的制造成本。

     至于這個已經3D打印出來的銅部件本身，它接下來將被送至NASA在弗吉尼亞州的Langley研究中心，那里的研究人員會使用電子束自由制造設備為其涂覆一層含鎳的超合金。當這些完成后，工程人員希望今年夏天在馬歇爾飛行中心進行現場點火測試，看它是否真的能在實際環境中發揮作用。

夜舞

牛，目前的3D打印整體加工成本還比較高，后期技術成熟應該會大幅下降。
# s) L$ u. y1 }+ `1 O, I0 T+ O拋開3D打印，這個零件的設計，材料，加工值得品味。

NL35°

前兩年還認為3D打印只是玩具，沒想到現在發展這么快，看來真是下個發展方向。不過好像材料更關鍵。