Stoke Space部署Solukon的自動(dòng)化去粉解決方案，用于可重復(fù)使用火箭生產(chǎn)

導(dǎo)讀：正如市場(chǎng)研究公司AM Research在《商業(yè)航天中的3D打印》報(bào)告中所說，與傳統(tǒng)制造方法相比，增材制造具有許多優(yōu)勢(shì)，包括更短的交付周期、重量和零件數(shù)量的減少、設(shè)計(jì)的靈活性以及可持續(xù)性。因此，美國(guó)火箭公司Stoke Space希望增加進(jìn)入外太空的機(jī)會(huì)，并正在利用3D打印技術(shù)制造更高效、可快速重復(fù)使用的火箭，以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。但這些火箭部件的去粉是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。

2024年3月30日，南極熊獲悉，美國(guó)火箭公司Stoke Space已采用后處理系統(tǒng)制造商Solukon公司的自動(dòng)去粉解決方案來處理可重復(fù)使用的火箭部件。這一解決方案旨在提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，以確�；鸺�部件的清潔和再利用。這一舉措顯示了航天領(lǐng)域?qū)τ谙冗M(jìn)技術(shù)的需求，以提高生產(chǎn)效率和降低成本。

Stoke Spac公司表示：“我們正在徹底改變進(jìn)入太空的方式，我們的火箭100%可重復(fù)使用，每天都能飛行。我們專注于100%的可重復(fù)使用性和超高的發(fā)射頻率，這促使我們做出每一個(gè)決定�！�

△Stoke Space的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)

可重復(fù)使用的火箭對(duì)太空旅行的重要意義

Stoke Spac公司的火箭第一級(jí)和第二級(jí)均為完全可重復(fù)使用的，盡管對(duì)于第一級(jí)火箭而言這并不罕見，但通常第二級(jí)火箭會(huì)被廢棄。然而，它們的第二級(jí)火箭在設(shè)計(jì)上幾乎不需要在兩次太空飛行之間進(jìn)行翻新，因?yàn)樗�采用了主�?dòng)冷卻的金屬再入大氣層隔熱罩，這種隔熱罩堅(jiān)固、有韌性，并且采用被動(dòng)失效模式。因此，它能夠在往返太空后重返地球大氣層并安全著陸。

此外，該公司還自行設(shè)計(jì)并采用一種特殊的高導(dǎo)電性銅合金，通過3D打印制造了第一級(jí)和第二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)推力室，以提高火箭的可重復(fù)使用性。這些推力室具有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和空腔，包括內(nèi)置歧管和再生冷卻通道。然而，這些結(jié)構(gòu)都非常難以清除打印過程中殘留的粉末，而銅材料的使用則增加了清潔的難度。由于銅在這些狹小的通道內(nèi)容易產(chǎn)生粘附和結(jié)塊，因此要完全清除銅粉并不容易。因此，Stoke Spac公司決定購(gòu)買Solutkon SFM-AT800-S，以解決這一難題。

△Solutkon SFM-AT800-S

Stoke Spac太空公司發(fā)動(dòng)機(jī)和流體系統(tǒng)主管Zach Sander說：“我們之所以選擇Solukon，是因?yàn)樗鼈冊(cè)趶?fù)雜部件自動(dòng)化除灰方面具有行業(yè)領(lǐng)先的能力。蓄熱式冷卻火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室是出了名的難除粉部件，我們希望確保有一臺(tái)堅(jiān)固耐用的機(jī)器能夠可靠地為這些難除粉的銅制部件除粉�！�

SFM-AT800-S由西門子和Solukon共同開發(fā)，并于2018年在formnext上發(fā)布。這套自動(dòng)除粉系統(tǒng)用于金屬粉末床熔化（PBF），基于Solukon的SPR技術(shù)，能夠高效地對(duì)最大為600x600x600毫米、重達(dá)300公斤的零件進(jìn)行除粉。盡管SFM-AT800-S并非Solukon最大的粉末去除系統(tǒng)，但對(duì)于一些更具挑戰(zhàn)性的部件，如熱交換器和飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí)行器等，它仍然是一個(gè)很好的解決方案。該系統(tǒng)能夠在受保護(hù)的環(huán)境中進(jìn)行無限制的雙軸旋轉(zhuǎn)和有針對(duì)性的振動(dòng)，以自動(dòng)清除印刷部件中未熔化的粉末。

對(duì)于那些具有幾何形狀和內(nèi)部通道難以進(jìn)入的最困難情況，可以通過分析零件的CAD文件來進(jìn)一步優(yōu)化除粉。這正是Solukon智能除粉軟件的應(yīng)用之處。

SPR-Pathfinder和工件的數(shù)字孿生系統(tǒng)一起工作，自動(dòng)計(jì)算出最適合去除粉末的運(yùn)動(dòng)步驟。然后，SFM-AT800-S會(huì)讀取這個(gè)運(yùn)動(dòng)序列，對(duì)其進(jìn)行編程并執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的自動(dòng)無殘留粉末去除。

另一種對(duì)可重復(fù)使用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室特別有用的粉末清除工具是高頻敲擊器。Stoke Spac公司為其Solukon系統(tǒng)選擇了這一附加裝置，以幫助松動(dòng)殘留在零件內(nèi)部通道中的銅粉。該公司還將超聲波振動(dòng)系統(tǒng)直接連接到部件上，以幫助增加粉末的流動(dòng)。

自動(dòng)化后處理技術(shù)可以提高效率、減少人為干預(yù)，確保后處理過程的一致性和可重復(fù)性，從而與金屬3D打印技術(shù)相互配合，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的生產(chǎn)。