高速低成本金屬3D打�。�SPEE3D冷噴涂制造火箭發(fā)動機

近日，來自澳大利亞冷噴3D打印機制造商SPEE3D宣布，計劃用低成本的金屬3D打印火箭發(fā)動機徹底改變航天領域。SPEE3D公司從澳大利亞政府的現(xiàn)代制造計劃（MMI）撥款中獲得了125萬澳元，并從北領地政府進一步獲得了的31.2萬澳元，這些資金將用來實施他們的最新項目SPAC3D。

通過SPAC3D項目，SPEE3D將尋求利用其特有的冷噴技術為澳大利亞新興的航天工業(yè)制造高質量、低成本的金屬3D打印火箭發(fā)動機。

SPEE3D的首席技術官StevenCamilleri對外表示說 “SPEE3D已經開發(fā)出一種新的方法，用我們的先進制造工藝快速制造火箭發(fā)動機。MMI撥款將使我們能夠與澳大利亞的其他合作伙伴合作，為新興的工業(yè)空間市場制造和測試可用于飛行的發(fā)動機。"

△SPEE3D正在將注意力轉向3D打印火箭發(fā)動機。圖片來自SPEE3D

從軍事到太空的自新之路

據報道，SPEE3D的獨家的冷噴專利增材制造技術打印金屬零件的速度要以比傳統(tǒng)金屬3D打印方法快100至1000倍。據稱，這項技術也是唯一能夠按需打印金屬零件的工藝之一，其成本比傳統(tǒng)制造更具競爭力。

冷噴技術不依靠激光或其他熱能來源，而是利用動能，通過高速壓縮的氣流將金屬粉末噴到基體上。這給了材料足夠的能量，使其變形并與下面的固體零件結合，形成額外包覆層。

2019年2月，SPEE3D被澳大利亞皇家海軍選中，參加一個為期兩年的150萬澳元項目，試行其金屬3D打印技術，目的是簡化海軍巡邏艦的維護。

一年后，SPEE3D公司獲得了另一個150萬澳元的國防項目，20名士兵接受了該公司的冷噴技術培訓。一旦證明技術是成功的，士兵們就試圖采用這項新學習的技能，在澳大利亞北部地區(qū)的惡劣環(huán)境中對SPEE3D的WarpSPEE3D三維打印機進行為期三天的實地試驗。

WarpSPEE3D能夠在困難的條件下運輸和卸載，并在30分鐘內投入使用。據了解，它能夠以每分鐘100克的速度打印重量達40公斤的大型金屬零件。

初次實地試驗成功后，澳大利亞陸軍使用升級版的打印機進行了第二組實地演練。在兩周的時間里，士兵們能夠在高達37攝氏度的溫度下3D打印最終使用的部件，證明了該技術是在野外按需生產軍事部件的可靠解決方案。

SPEE3D公司最近宣布它贏得了ADMA基金會的陸軍中小企業(yè)創(chuàng)新獎，因為它的機器能夠通過按需3D打印的能力來改善軍事供應鏈。

△澳大利亞陸軍正在準備WarpSPEE3D打印機的操作。照片來自澳大利亞陸軍

在證明了其技術在國防領域的成功應用之后，SPEE3D現(xiàn)在正尋求通過新的SPAC3D項目將其注意力轉向太空。

3D打印低成本的火箭發(fā)動機

SPEE3D已將制造太空部件這一價值數十億美元的行業(yè)確定為其下一個創(chuàng)業(yè)項目，并表示這一領域的需求在未來幾年內將會出現(xiàn)強勁增長。然而，火箭發(fā)動機從設計到制造完成的交貨時長仍然是當今全球各地制造商面臨的一個挑戰(zhàn)。

不過，SPEE3D公司已經展示了其冷噴技術生產火箭發(fā)動機部件的能力。他們公司的WarpSPEE3D 3D打印機在短短三個小時內就生產了一個17.9公斤的銅制火箭噴嘴襯墊，成本不到1000美元�，F(xiàn)在，在政府對其SPAC3D項目的支持下，SPEE3D將尋求將其技術應用于制造高質量的金屬3D打印火箭發(fā)動機的可行性。與傳統(tǒng)方法生產火箭發(fā)動機相比，這項技術的制作成本仍然具有很大優(yōu)勢。

MMI旨在幫助澳大利亞制造商擴大規(guī)模，創(chuàng)造就業(yè)機會，以加強本國的制造能力，并為進入國內和全球供應鏈提供新的機會。據SPEE3D稱，SPAC3D項目將為澳大利亞新興的航天工業(yè)提供前所未有的機會，這也會助力SPEE3D公司成為世界領先的火箭發(fā)動機制造商和出口商。

澳大利亞工業(yè)、科學和技術部長Christian Porter說："政府的現(xiàn)代制造業(yè)倡議是為了支持我們的制造商提高競爭力、復原力，并能夠承擔新的國內和全球市場。這筆配套的政府資金將幫助SPEE3D發(fā)展其業(yè)務和創(chuàng)造就業(yè)機會，同時也刺激了對制造業(yè)的進一步投資，并鞏固了澳大利亞作為一個創(chuàng)造高價值產品的國家的聲譽。"

現(xiàn)在，SPEE3D的SPAC3D項目已經獲得綠燈，下一步他們將著手進行熱火測試，并驗證其3D打印火箭發(fā)動機對商業(yè)航天器的實用性。

北部省首席部長Michael Gunner補充說："這是SPEE3D公司的又一重大進展，他們正在先進制造業(yè)中大放異彩，一路向頂端制造領域高歌猛進。我們很自豪地通過我們的本地就業(yè)基金支持SPEE3D，他們是本地區(qū)的一個真正的代表，像SPEE3D這樣的項目加強了我們作為澳大利亞回歸之都的地位。"

△SPEE3D在短短三小時內3D打印了一個銅制火箭噴嘴襯墊。圖片來自SPEE3D

3D打印火箭發(fā)動機的進展

然而，SPEE3D在太空競賽中也同樣面臨著諸多激烈的競爭，多家私營公司都在尋求開發(fā)和發(fā)射自己的下一代運載火箭、衛(wèi)星和火箭。

例如，英國航空航天公司Orbex正在為其Prime運載火箭的發(fā)射做準備，最近委托AMCM公司生產歐洲最大的工業(yè)3D打印機，以便在內部快速3D打印火箭，而推進系統(tǒng)制造商Aerojet RocketDyne的RL10火箭發(fā)動機在5月就成功通過了NASA的點火測試。

在其他方面，總部位于加州的航空航天公司Rocket Lab已經發(fā)布了其下一代可重復使用的3D打印火箭Neutron。火箭制造商RelativitySpace也已經進一步籌集了6.5億美元，以增加其新的3D打印Terran R火箭的生產，而航空航天推進器開發(fā)商Agile SpaceIndustries則通過收購了3D打印服務局Tronix3D，來優(yōu)化其推進系統(tǒng)的性能，用于為NASA和SpaceX即將開展的月球任務提供動力。

△SPEE3D的WarpSPEE3D 3D打印機。照片來自SPEE3D

最近，火箭發(fā)動機制造商PANGEA Aerospace和增材制造工程公司AENIUM建立了工業(yè)合作伙伴關系，利用NASA的GRCop-42銅超合金為歐洲太空市場開發(fā)3D打印推進系統(tǒng)并實現(xiàn)工業(yè)化。

由此可見，世界各國在3D打印太空制造領域的探索案例都在呈現(xiàn)著“井噴式“的發(fā)展勢頭，也足以表明各國對增材制造行業(yè)的重視程度。想到此處，南極熊不禁感慨，這或許就是未來新一輪的太空競賽熱點，而3D打印將成為其中極為重要的催化劑。誰掌握了3D打印的話語權，誰就是太空領域的”執(zhí)劍人“，這也表明我國增材制造的發(fā)展任重道遠。