VoxelMatters電子書：2023 年使用增材制造的十大最酷太空公司

導(dǎo)讀：從無(wú)人機(jī)和民用航空，到衛(wèi)星和航天器，增材制造無(wú)疑正在幫助塑造航空航天應(yīng)用的現(xiàn)在和未來(lái)。

2023年7月10日，南極熊獲悉，VoxelMatters近日更新了其增材制造航天公司前20名的名單，本期文章按照順序列舉了前10名的公司。此次更新距離上次發(fā)布增材制造航天公司名單已經(jīng)過去三年了，這期間全球航天行業(yè)發(fā)生翻天覆地的變化。

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例如，Space X 現(xiàn)在像例行公事一樣在軌道上往返發(fā)射火箭，甚至向國(guó)際空間站發(fā)送載人任務(wù)。與此同時(shí)，Relativity、Launcher（現(xiàn)已成為 Vast 的一部分）、Rocket Lab、Redwire、Orbex 等增材制造采用者正在邁出巨大步伐，鞏固新太空行業(yè)，讓太空變得更加觸手可及。VoxelMatters此次更新的電子書重新審視那些正在為太空探索、殖民和載人飛行的商業(yè)時(shí)代奠定基礎(chǔ)的公司。

這些公司利用增材制造來(lái)實(shí)現(xiàn)零件重量?jī)?yōu)化、生產(chǎn)簡(jiǎn)化和定制制造方面的目標(biāo)。在太空中，重量可能并不重要，但在進(jìn)入太空時(shí)，重量比什么都重要。零重力也可能是 3D 打印充分發(fā)揮其潛力的理想環(huán)境。

1.相對(duì)論（從第3位上升）

在第一枚全 3D 打印火箭成功發(fā)射并通過 Max-Q（盡管它沒有進(jìn)入軌道）之后，相對(duì)論（Relativity）已經(jīng)躍居榜首。兩次嘗試均在最后時(shí)刻被取消后，Relativity 的全 3D 打�。ǚ旨�(jí)裝置和發(fā)動(dòng)機(jī)）Terran 1 火箭于去年 3 月23 日從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角的 16 號(hào)發(fā)射場(chǎng)成功起飛。該火箭由超冷甲烷和氧氣提供動(dòng)力，向世界展示了完全 3D 打印的一級(jí)火箭可以承受軌道發(fā)射中最惡劣的條件。Relativity 位于加州的巨型設(shè)施擁有三個(gè)大型 EOS M400 級(jí) DMLS 系統(tǒng)、四個(gè) Velo3D Sapphire 系統(tǒng)（包括兩個(gè) Sapphire XC 級(jí)系統(tǒng)）以及內(nèi)部開發(fā)的巨型 Stargate 金屬 DED 系統(tǒng)。

2. SpaceX（從第1位下降）

SpaceX是航天行業(yè)的領(lǐng)先公司，也是一家屢次實(shí)現(xiàn)不可能的目標(biāo)的公司。該公司首次實(shí)現(xiàn)了火箭二次著陸（集成了多個(gè) 3D 打印部件）和回收利用，并成為第一家將人類送入太空的私營(yíng)公司等等。最近，SpaceX的巨型Shartship火箭進(jìn)行了試射。SpaceX 是最早推出增材制造火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的公司之一，即用于發(fā)射回收應(yīng)急系統(tǒng)的 SuperDraco 發(fā)動(dòng)機(jī)。這件事發(fā)生在五年多前，SpaceX幫助數(shù)十家其他公司（不僅是太空公司）了解金屬增材制造的優(yōu)勢(shì)及其作為先進(jìn)高性能零件制造工藝的可靠性。創(chuàng)始人埃隆·馬斯克（Elon Musk）從早期起就直言不諱他是增材制造生產(chǎn)工藝的堅(jiān)定支持者。

3. Vast，以前的Launcher（從第5位上升）

Launcher目前已被Vast收購(gòu)。該公司于 2017 年在紐約成立，在 EOS Group 的 AMCM 專家的支持下，生產(chǎn)了最大的單個(gè) 3D 打印零件：用于 E-2 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的 86 厘米高的銅合金 3D 打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室。該部件是在 AMCM 的 M4K 機(jī)器上 3D 打印的，它是世界上最大的單個(gè)部件 3D 打印的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室，出口噴嘴直徑為 16 英寸（41 厘米）。該公司后來(lái)搬到了位于加利福尼亞州霍桑的一座大型新工廠，并聘請(qǐng)了前SpaceX 和增材制造專家蒂姆·貝里 (Tim Berry)擔(dān)任制造主管。作為收購(gòu)的一部分，Launcher 的所有團(tuán)隊(duì)成員都與 Vast 的團(tuán)隊(duì)聯(lián)手，組成了一個(gè)由 120 多名員工組成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，他們將在位于長(zhǎng)灘的 115,000 平方英尺的 Vast 總部進(jìn)行合作。

4. 火箭實(shí)驗(yàn)室（從第2名下降）

火箭實(shí)驗(yàn)室(Rocket Lab) 絕對(duì)是在火箭制造中充分利用 3D 打印的最酷公司之一。該公司起源于新西蘭，目前在加利福尼亞州運(yùn)營(yíng)，自 2013 年以來(lái)一直在開發(fā)其太空飛行器 Electron。該火箭第一級(jí)的9個(gè)盧瑟福發(fā)動(dòng)機(jī)是首批使用3D打印技術(shù)制造所有主要部件的氧氣/煤油電動(dòng)渦輪泵供油發(fā)動(dòng)機(jī)。2019 年 7 月，RocketLab 完成了第 100 臺(tái)盧瑟福發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)，并繼續(xù)生產(chǎn)3D 打印零件，這表明增材制造符合成熟的商業(yè)模式。2023 年第一季度，Rocket Lab 實(shí)現(xiàn)收入 5490 萬(wàn)美元，同比增長(zhǎng) 35%。

5. Orbex（從第4名下降）

Orbex 不僅僅是一家太空公司。作為一家服務(wù)于小型衛(wèi)星行業(yè)需求的低成本軌道發(fā)射服務(wù)公司，Orbex 開發(fā)了世界上最先進(jìn)、低碳、高性能的微型運(yùn)載火箭之一。2019 年，這家總部位于蘇格蘭福里斯的公司透露，它使用德國(guó)增材制造公司 SLM Solutions 的 SLM800 金屬 3D 打印機(jī)制造了世界上最大的單件金屬火箭發(fā)動(dòng)機(jī) 3D 打印。該公司現(xiàn)在還運(yùn)營(yíng) AMCM Gmbh 的定制 M4K 3D 打印機(jī)。該機(jī)器是 EOS M400 的改進(jìn)版，具有更大的構(gòu)建體積，可在內(nèi)部打印全尺寸單體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪泵。2022年5月，該公司推出了首個(gè)Prime軌道太空火箭的全尺寸原型，

6.藍(lán)色起源（穩(wěn)定）

亞馬遜杰夫-貝索斯（JeffBezos）創(chuàng)立的公司將增材制造用于多種應(yīng)用。藍(lán)色起源（Blue Origin）被選為 NASA 阿爾忒彌斯計(jì)劃的一部分，該計(jì)劃旨在讓人類重返月球，其項(xiàng)目基于藍(lán)月著陸器的BE-7發(fā)動(dòng)機(jī)，這是一臺(tái)幾乎完全是由3D 打印制造的發(fā)動(dòng)機(jī)。去年，Stratasys 透露，它已向 Blue Origin 交付了具有里程碑意義的第 35,000 臺(tái)工業(yè) FDM 3D 打印機(jī)。與此同時(shí)，藍(lán)色起源和塞拉太空公司透露了他們的軌道礁計(jì)劃，這是一個(gè)商業(yè)開發(fā)、擁有和運(yùn)營(yíng)的空間站，將在近地軌道上建造。Orbital Reef 得到了航天行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的支持，其中包括太空 3D 打印專家 Redwire Space。

△Redwire 的 3D 生物制造設(shè)施成功安裝在國(guó)際空間站上。（來(lái)源：美國(guó)宇航局）

7. Redwire，原名Made in Space（之前為 12 名）

Rewire Space 于 2020年收購(gòu)了 Made in Space（MIS）。對(duì)于那些不熟悉它的人來(lái)說，MIS 是第一家將 3D 打印機(jī)發(fā)送到國(guó)際空間站并實(shí)際使用它來(lái)打印工具的公司（現(xiàn)在這是標(biāo)準(zhǔn)程序）。如今，Redwire 提供多種不同的增材制造系統(tǒng)。其中包括 3D 生物制造設(shè)施 (BFF) 和 Redwire ADvanced 空間實(shí)驗(yàn)處理器 (ADSEP)，它們共同構(gòu)成了有史以來(lái)第一個(gè)能夠在太空微重力條件下制造人體組織的系統(tǒng)。另一個(gè)為 Redwire 帶來(lái)收入的增材制造系統(tǒng)是增材制造設(shè)施 (AMF)，它是第一個(gè)在近地軌道運(yùn)行的永久性商業(yè)制造平臺(tái)。AMF 已安裝在國(guó)際空間站上，自 2016 年啟用以來(lái)，其多功能性和耐用性使其成為政府和商業(yè)客戶的可靠資源。最近，Redwire 的陶瓷制造模塊 (CMM) 也安裝在國(guó)際空間站上，以使用立體光刻 (SLA)固體陶瓷部件。2023 年5 月，Redwire Space NV 是 RedwireCorporation 的子公司，獲得了由歐洲航天局探索計(jì)劃資助的價(jià)值 1400 萬(wàn)歐元的合同，負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、開發(fā)和鑒定 3D-BioSystem 設(shè)施。該公司報(bào)告稱，2022 財(cái)年實(shí)現(xiàn)收入 1.605 億美元，較 2021 財(cái)年的 1.376 億美元增長(zhǎng) 16.7%。

8. D-Orbit（未出現(xiàn)在之前的列表中）

總部位于意大利的 D-Orbit SpA 是太空物流領(lǐng)域的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者，該公司與 Breeze Holdings Acquisition Corp. 合并，于 2022年成為一家上市公司。該交易對(duì)公司的投后估值約為 12.8 億美元（11.3 億歐元），因?yàn)镮ON 繼續(xù)開發(fā)用于最后一英里衛(wèi)星部署的 ION 衛(wèi)星承載技術(shù)。2023 年，D-Orbit與 Caracol 合作開展了一個(gè)項(xiàng)目，以更有效的方式制造壓力罐等太空應(yīng)用。具體來(lái)說，使用 Caracol 最新的 WAAM 技術(shù)和與米蘭理工大學(xué) (Polimi) 機(jī)械工程系合作的 Al2319 材料 3D 打印了壓力罐。

△Ursa Major 位于俄亥俄州揚(yáng)斯敦的先進(jìn)制造實(shí)驗(yàn)室，其 EOS 激光粉末床融合 3D 打印機(jī)（左）按需生產(chǎn)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)部件。

9. 大熊座（未出現(xiàn)在之前的列表中）

2022 年，美國(guó)唯一一家專注于火箭推進(jìn)的私人投資公司大熊座（Ursa Major）從其位于俄亥俄州揚(yáng)斯敦的增材制造實(shí)驗(yàn)室交付了首個(gè)銅基 3D 打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室。這一具有里程碑意義的項(xiàng)目將生產(chǎn)和交付周期壓縮至一個(gè)月，而使用傳統(tǒng)制造工藝至少需要六個(gè)月。這些先進(jìn)的銅合金發(fā)動(dòng)機(jī)部件正在針對(duì)太空發(fā)射和高超音速應(yīng)用進(jìn)行測(cè)試。Ursa Major 的發(fā)動(dòng)機(jī)包括 5,000 磅推力富氧分級(jí)燃燒發(fā)動(dòng)機(jī) Hadley，以及 50,000 磅推力 Ripley 發(fā)動(dòng)機(jī)。哈德利是第一臺(tái)經(jīng)過熱火測(cè)試的美國(guó)制造的富氧分級(jí)燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)。

10. Skyrora（從第13 位上升）

Skyrora Ltd 是一家總部位于蘇格蘭愛丁堡的太空公司，已成功測(cè)試了由塑料廢物制成的生態(tài)液體燃料驅(qū)動(dòng)的 3D 打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。地面測(cè)試在蘇格蘭法夫進(jìn)行，標(biāo)志著航天發(fā)射領(lǐng)域取得了令人興奮的突破，并可能為更可持續(xù)的行業(yè)鋪平道路。在2023 年 6 月，Skyrora 開始了一系列全程測(cè)試，以驗(yàn)證其 70kN 發(fā)動(dòng)機(jī)的更新設(shè)計(jì)是否適合首次商業(yè)軌道發(fā)射。這些發(fā)動(dòng)機(jī)是使用 Skyrora 的 Skyprint 2 機(jī)器進(jìn)行 3D 打印的，據(jù)報(bào)道，這一過程將生產(chǎn)時(shí)間縮短了一半并降低了成本。