Conflux為奧格斯堡軌道火箭開(kāi)發(fā)3D打印熱交換器

2023年4月12日，南極熊獲悉，澳大利亞傳熱專家Conflux Technology公司正在與德國(guó)太空火箭制造商奧格斯堡火箭工廠（Rocket Factory Augsburg，RFA）展開(kāi)合作，計(jì)劃將其3D打印的Conflux熱交換器整合到一個(gè)軌道火箭中。

熱交換器部件采用Conflux Technology的Monel K 500金屬合金材料生產(chǎn)，并使用EOS M300-4直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）技術(shù)完成打印。氣體管道熱交換器將在今年晚些時(shí)候完成交付，并進(jìn)行功能測(cè)試。

作為澳大利亞航天局 "從月球到火星計(jì)劃"的一部分，3D打印熱交換器項(xiàng)目得到了"供應(yīng)鏈能力改進(jìn)資助計(jì)劃 "的資助，該計(jì)劃去年向Conflux提供了100萬(wàn)澳元。這項(xiàng)計(jì)劃旨在資助澳大利亞航天項(xiàng)目的開(kāi)展，這些項(xiàng)目可能有助于美國(guó)宇航局正在進(jìn)行的載人航天飛行任務(wù)，即登月和最終登陸火星。同樣，該計(jì)劃也澳大利亞航天局發(fā)展本國(guó)航空航天業(yè)的長(zhǎng)期目標(biāo)進(jìn)行支持。

Conflux首席商務(wù)官DanWoodford評(píng)論說(shuō)：" Conflux正在建立自己的優(yōu)勢(shì)，來(lái)引領(lǐng)3D打印熱端部件解決方案和極端應(yīng)用的相關(guān)材料的開(kāi)發(fā)和商業(yè)化進(jìn)程。在澳大利亞航天局從月球到火星資金供應(yīng)鏈能力改革的支持下，我們現(xiàn)在正將技術(shù)優(yōu)勢(shì)應(yīng)用于快速擴(kuò)張的太空行業(yè)。"

當(dāng)資金授權(quán)宣布時(shí)，Conflux首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人Michael Fuller說(shuō)："我們非常高興能將我們的HXs投入太空！我們的HXs是一個(gè)很好的例子！這項(xiàng)資助將促進(jìn)我們的熱交換器在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等極端應(yīng)用環(huán)境中的技術(shù)發(fā)展和商業(yè)部署。"  

△Conflux技術(shù)公司3D打印產(chǎn)品組圖和液-液熱交換器。照片來(lái)自Conflux技術(shù)公司。

Conflux Monel K 500和EOS M 300技術(shù)

Conflux的Monel K材料是一種鎳銅合金，以其高耐腐蝕性、強(qiáng)度和耐用性而聞名，并在海洋和化學(xué)處理領(lǐng)域得到廣泛使用。Monel K還因其對(duì)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂和抗點(diǎn)蝕能力而引人注目，點(diǎn)蝕是一種局部腐蝕形式，會(huì)導(dǎo)致金屬上產(chǎn)生隨機(jī)的小孔。

此外，Monel K500是MonelK材料的一種變體，它通過(guò)時(shí)效硬化和沉淀硬化進(jìn)一步強(qiáng)化了性能，能夠提供更好的強(qiáng)度和硬度。因此，Monel K500具有較高的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和更好的抗腐蝕和抗侵蝕能力，使其成為高壓類航空應(yīng)用和熱交換器部件生產(chǎn)的理想材料。

為了采用Monel K 500制造熱交換器部件，Conflux使用了他們?nèi)ツ曩?gòu)買的EOS M300直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）機(jī)器進(jìn)行打印。與其前身相比，M300的制造量增加了50%，并且通過(guò)改進(jìn)布局、功能、硬件和軟件提供了強(qiáng)大的可靠性。

此外，M300集成了4個(gè)激光器，可以在粉床的任何區(qū)域同時(shí)操作，每個(gè)激光器不限于一個(gè)工作象限。這一特點(diǎn)減少了建造時(shí)間，最終實(shí)現(xiàn)了更高的生產(chǎn)產(chǎn)量。此外，EOS技術(shù)還提供了一個(gè)帶有EOSYSTEM SmartCal校準(zhǔn)工具的氣流優(yōu)化的工藝室，確保了高建造質(zhì)量和可重復(fù)性。如此一來(lái)，Conflux聲稱這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了 "生產(chǎn)上的重大進(jìn)步"。

△Conflux技術(shù)公司的Monel K測(cè)試部件。照片來(lái)自Conflux Technology。

增材制造和航空航天應(yīng)用

3D打印技術(shù)在航空航天業(yè)中的應(yīng)用，特別是關(guān)于太空火箭的生產(chǎn)，已經(jīng)不是什么新鮮事了。上個(gè)月，Relativity Space公司發(fā)射了世界上第一枚3D打印火箭Terran 1，這標(biāo)志著增材制造在航天工業(yè)中發(fā)揮作用邁出了重要一步。

這枚火箭85%的結(jié)構(gòu)是3D打印的，它從佛羅里達(dá)州的卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射，但在墜入大西洋前未能進(jìn)入預(yù)定軌道。然而，Terran 1在其首次飛行中仍然取得了一些里程碑式的成就，例如：成為第一個(gè)成功發(fā)射并通過(guò)Max-Q，主機(jī)切斷（MECO）和第二階段分離等關(guān)鍵階段的3D打印火箭。展望未來(lái)，Relativity Space公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)了其下一代火箭Terran R，這款火箭將于明年發(fā)射。該公司希望將其火箭的3D打印構(gòu)成比例提高到95%，用于未來(lái)的發(fā)射任務(wù)。

在其他方面，總部位于加州的太空居住技術(shù)開(kāi)發(fā)商Vast在3月份宣布已經(jīng)收購(gòu)了美國(guó)航空航天公司Launcher，該公司是3D打印E-2液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)商。通過(guò)這項(xiàng)交易，Vast公司希望利用Launcher公司的3D打印火箭技術(shù)來(lái)推進(jìn)他們創(chuàng)建人工重力空間站的目標(biāo)。該公司今年已經(jīng)在尋求利用Launcher的Orbiter太空拖船和托管有效載荷平臺(tái)，以期進(jìn)入軌道并測(cè)試其軌道空間站組件和子系統(tǒng)。