全球首枚3D打印火箭成功發(fā)射，因二級(jí)點(diǎn)火失敗未進(jìn)入軌道

2023年3月23日，南極熊獲悉，世界上首枚3D打印火箭在第三次嘗試發(fā)射中取得了一定的成功，但在第二級(jí)點(diǎn)火時(shí)出現(xiàn)“異�！蔽茨苓M(jìn)入軌道，具體原因尚未公布，火箭將會(huì)掉落哪里也還未得知。

△3D打印火箭點(diǎn)火發(fā)射的瞬間

雖然本次發(fā)射未能進(jìn)入預(yù)定軌道，但是南極熊依然認(rèn)為這是一次非常成功的發(fā)射，至少在一定程度上證明了3D打印技術(shù)大范圍制造火箭零件的可行性，也是人類歷史性的突破。據(jù)專業(yè)人士點(diǎn)評(píng)：“首飛主要目標(biāo)為獲取測(cè)試數(shù)據(jù)，預(yù)先設(shè)置的任務(wù)目標(biāo)是達(dá)到MAX-Q階段（表示火箭此時(shí)所承受的空氣阻力達(dá)到最大），一級(jí)點(diǎn)火成功后86s達(dá)到MAX-Q�！币虼�，在某種程度上來講，此次發(fā)射是成功的。

△3D打印火箭發(fā)射視頻

原定的發(fā)射流程分為以下5步，成功進(jìn)行到第三步。

●0秒：升空（成功）
●2分4秒：一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火（成功）
●2分45秒：一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)分離（成功）
●2分鐘51秒：二次發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)（失�。�
●7分43秒：第二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火（失敗）

△一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)階段，火箭時(shí)速達(dá)到7000KM/H以上

此次發(fā)射的“3D打印火箭”名為Terran 1 ，由Relativity Space公司研發(fā)，由于是發(fā)射嘗試，因此火箭上沒有客戶的載荷，只有一些打印失敗的零件。Terran 1 高 110 英尺，寬 7.5 英尺，是嘗試軌道飛行的最大 3D 打印火箭。作為一種兩級(jí)一次性火箭，Terran 1 的第一級(jí)有九個(gè)3D 打印的 Aeon 發(fā)動(dòng)機(jī)，第二級(jí)有一個(gè) Aeon Vac。與其結(jié)構(gòu)一樣，所有 Relativity 發(fā)動(dòng)機(jī)都是完全 3D 打印的，并使用液態(tài)氧 (LOX) 和液態(tài)天然氣 (LNG)，它們不僅最適合火箭推進(jìn)，而且可重復(fù)使用，最容易最終過渡到甲烷。

Terran 1系列火箭是一款幾乎完全是通過3D打印技術(shù)打造的火箭，這意味著整個(gè)機(jī)身和發(fā)動(dòng)機(jī)的幾乎所有部件都是通過DED（通過內(nèi)部開發(fā)的星門WAAM系統(tǒng)）或金屬PBF（VELO3D和其他增材系統(tǒng)）打印的。

△這枚3d打印火箭高33.5米，據(jù)稱是目前世界上嘗試軌道飛行的最大3D打印物體，火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)也由3D打印技術(shù)制造而成。

△WAAM 技術(shù)3D打印火箭金屬部件

該公司表示，這次任務(wù)主要測(cè)試該公司獨(dú)有的3D打印技術(shù)。利用這項(xiàng)技術(shù)，該公司可以在60天內(nèi)用原材料制造火箭，同時(shí)3D打印需要的零件也更少。根據(jù)Relativity公司的說法，在高度自動(dòng)化的工廠中使用增材制造技術(shù)來生產(chǎn)火箭，意味著可以獲得：

●更高的可靠性：零件數(shù)量減少100倍，意味著更少的子組件，因此可能的破裂點(diǎn)會(huì)更少；
●更高的生產(chǎn)速度：生產(chǎn)時(shí)間加快10倍；
●更高的靈活性：通過沒有固定的工具需求和簡(jiǎn)化的供應(yīng)鏈
●通過復(fù)合迭代質(zhì)量和時(shí)間改進(jìn)進(jìn)行優(yōu)化

美國(guó)Relativity Space公司負(fù)責(zé)人 布羅斯特：這種方法可能使進(jìn)入太空的成本更低，使進(jìn)入太空更頻繁、方法更可靠，也會(huì)對(duì)人們的生活產(chǎn)生積極影響。

據(jù)悉，這枚火箭的近地軌道運(yùn)載能力是1250公斤，但首次發(fā)射沒有搭載任何客戶的載荷。該公司表示，目前火箭85%的部分由D打印而成，未來他們的目標(biāo)是將這一數(shù)字提高到95%。根據(jù)Relativity Space公司2020年發(fā)布的消息，該火箭每次發(fā)射任務(wù)將花費(fèi)1200萬美元，約合人民幣8300多萬元。

據(jù)南極熊了解，在國(guó)內(nèi)的自動(dòng)駕駛滑板底領(lǐng)域，有一家能夠跟Relativity Space相提并論的“人工智能+WAAM 3D打印技術(shù)”深度開發(fā)和應(yīng)用者，也是國(guó)內(nèi)一家非常有潛力的創(chuàng)業(yè)公司，它就是第三代汽車（自動(dòng)駕駛移動(dòng)空間）的開創(chuàng)者--PIX Moving。

△PIX Moving將AI人工智能設(shè)計(jì)與3D打印技術(shù)相結(jié)合，成功應(yīng)用于電動(dòng)汽車底盤的批量定制

2018年，PIX Moving研發(fā)出第一款通過AI生成設(shè)計(jì)的自動(dòng)駕駛滑板底盤，這輛3D打印的底盤曾在加拿大Movin'On 2019 Summit進(jìn)行了展示，引起了廣泛關(guān)注。

為了滿足自動(dòng)駕駛行業(yè)碎片化、多樣化的市場(chǎng)需求，PIX Moving，研發(fā)了符合3D打印、RMT等柔性化制造工藝的AIGC平臺(tái)--AAM™（Automotive Algorithm Modeling），實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計(jì)端到制造端的一體化。

△AAM™（汽車算法設(shè)計(jì)模型）

AAM™是PIX Moving開發(fā)的一款基于算法的設(shè)計(jì)、仿真和制造的一體化生成式設(shè)計(jì)平臺(tái)，為工程師、設(shè)計(jì)師，提供一種以AI算法驅(qū)動(dòng)的，從造型設(shè)計(jì)到數(shù)字工藝、團(tuán)隊(duì)協(xié)同及工程管理的全新工作流程�？梢詫⒘悴考�設(shè)計(jì)效率提升60%，在輕量化方面的設(shè)計(jì)效率，則可比成熟工程師高至20%以上。

同時(shí)，AAM™平臺(tái)基于Web，可以實(shí)現(xiàn)多人在線協(xié)同設(shè)計(jì)，以及工程版本管理。在AAM™ 模塊中，車輛設(shè)計(jì)可以是數(shù)據(jù)化、系統(tǒng)化的。車輛設(shè)計(jì)和制造過程會(huì)被抽象成為規(guī)則和數(shù)據(jù)，并儲(chǔ)存在算法引擎中，如幾何約束、制造約束、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。

通過對(duì)系統(tǒng)中的參數(shù)調(diào)整，車輛的 CAD 模型、制造及工藝文件和成本會(huì)立即生成。因此設(shè)計(jì)師和工程師能夠?qū)崟r(shí)評(píng)估設(shè)計(jì)的特征、造價(jià)、工期等，提高定制化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)精度與效率。

以下為AAM™中生成式設(shè)計(jì)模塊 從設(shè)計(jì)到制造的流程圖：

① 設(shè)定約束條件后，AI生成式設(shè)計(jì)車架

②得到多種滑板底盤的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

③從中選擇最優(yōu)的底盤設(shè)計(jì)方案

④車架仿真3D打印制造

⑤WAAM金屬3D打印制造車架

除了WAAM金屬3D打印技術(shù)，PIX Moving還開發(fā)了復(fù)合材料3D打印技術(shù)。可以根據(jù)客戶的不同需求，來選擇不同的制造技術(shù)生產(chǎn)車架。

AAM™ 打通“用戶端——工廠產(chǎn)線”全環(huán)節(jié)后，將傳統(tǒng)汽車設(shè)計(jì)流程的整體效率提升了10倍，將人工設(shè)計(jì)的效率提升了50-100倍，并擁有更好的精確性和穩(wěn)定性。

目前，PIX Moving已基于AAM™ 開發(fā)了滑板底盤（Skateboard Chassis）、移動(dòng)空間（Robobus）和個(gè)人移動(dòng)空間（NEV）。

△3D打印自動(dòng)駕駛滑板底盤

△3D打印共享移動(dòng)空間（Robobus）

△由AAM™完成的Robobus內(nèi)飾設(shè)計(jì)和3D打印的桌椅

△個(gè)人移動(dòng)空間（NEV）

此外，PIX 戰(zhàn)略合作伙伴福龍馬集團(tuán)已經(jīng)基于AAM™平臺(tái)應(yīng)用，開發(fā)了無人清掃機(jī)器人，其底盤部分完全由3D打印完成。

△無人清掃機(jī)器人（底盤由3D打印完成）

△PIX Moving 3D打印工作站

據(jù)了解，PIX Moving 產(chǎn)品的打印部件，均由3D打印工作站完成，除了內(nèi)部使用以外，該工作站還備受全球高校、科研機(jī)構(gòu)青睞，3D打印工作站及產(chǎn)品已銷往全球29個(gè)國(guó)家。

除了車輛工程，AAM™ 平臺(tái)還可以應(yīng)用于航空航天、船舶以及橋梁等工程領(lǐng)域。

“ 制造的軟硬件工具，決定了硬件產(chǎn)品創(chuàng)新的邊界。工具，才是PIX的超級(jí)產(chǎn)品”，創(chuàng)始人&CEO喻川說道。

“雖然用AI算法改變汽車的設(shè)計(jì)制造體系，具有很大的風(fēng)險(xiǎn)，但這個(gè)過程，為制造業(yè)帶來新的知識(shí)和可能。”

△PIX Moving 創(chuàng)始人&CEO  喻川