近日， 美国宇航局（NASA）对外展示了他们3D打印的全尺寸铜质火箭发动机零部件。为了节省时间和金钱，这家机构使用一台选择性激光熔融（SLM）3D打印机制造出了铜质发动机燃烧室内衬，该功能部件能够承受极高和极低的温度。
, L" `) ]* d& I“使用增材制造（即3D打印）技术制造的首个全尺寸、铜质火箭发动机零部件是航天3D打印历史上的一个里程碑。”NASA总部的空间技术任务理事会副主任Steve Jurczyk解释说：“增材制造是可以帮助我们实现火星之旅甚至维持探险者在这颗红色星球上生活的众多技术之一。” 当火箭被送入太空时，它不仅要承受各种极端条件的考验，而且还要保证所有的化学反应一切按照计划进行。其中的一个例子就是让推进剂从极度的低温加热至极端高温。而铜是一种优良的金属材料，可容纳这些苛刻的、不断变化的条件。因此，获得3D打印铜材料的能力不仅为NASA、也为世界各地的制造企业打开了一扇大门。事实上，据了解，NASA已经通过他们的材料和工艺信息系统（MAPTIS）发布了这一工艺的处理数据，以供所有的美国制造企业利用。
! V* h+ Q* v' @& T+ q8 | W “在犹如一张纸那么薄的铜质内胆壁内，温度可飙升到超过5000华氏度，为了不让它熔化，我们必须使用循环气体进行冷却，使其壁的外侧保持在绝对零度以上100度。”NASA马歇尔太空飞行中心工程局主任Chris Singer说：“为了循环上述气体，燃烧室衬里的内外壁之间建造了200多个复杂的通道。制造这些微小的、具有复杂几何形状的内部通道，即使对我们的增材制造团队来说，也是一大挑战。” 燃烧室的衬套使用的是一种名为GRCo-84的材料，它是在NASA自己在俄亥俄州的Glenn研究中心开发出来的一种铜合金。3D打印的衬里使用的就是这种铜合金粉末，整个衬里制造完成总共打印了惊人的8255层，其精度可想而知。光3D打印这一个部件就花了10天零18个小时。
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$ o' M7 H' T3 e0 L3 m: Z6 B0 s “铜的导热性极佳。”负责这项制造的材料工程师Zach Jones说:“这就是为什么铜会成为制造发动机燃烧室衬里的理想材料。但是铜的这一属性也使它很难用于3D打印，因为激光难以持续熔化铜粉。”NASA的最终目标是要是要使火箭发动机零部件的制造速度大幅提升，同时至少降低50%的制造成本。 至于这个已经3D打印出来的铜部件本身，它接下来将被送至NASA在弗吉尼亚州的Langley研究中心，那里的研究人员会使用电子束自由制造设备为其涂覆一层含镍的超合金。当这些完成后，工程人员希望今年夏天在马歇尔飞行中心进行现场点火测试，看它是否真的能在实际环境中发挥作用。 2 O+ f& p* L7 N# F/ r
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发表于 2015-5-4 18:25:12
