SAB Aerospace利用DED技術(shù)3D打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴

2024年9月27日，南極熊獲悉，SAB Aerospace (SAB)使用 Prima Additive 的定向能量沉積（DED） 技術(shù)制作了該公司有史以來生產(chǎn)的最大、最復(fù)雜的火箭噴嘴之一的首個(gè)演示模型。這一標(biāo)志性產(chǎn)品的面世與SAB公司的愿景也很相合，即 “一步一步打造太空的未來”。

△DM3DTechnologies的增材制造 SAB 火箭噴嘴。

通過利用 DED 增材制造技術(shù)，SABAerospace 可以生產(chǎn)具有復(fù)雜內(nèi)部特征的大型部件，而這在傳統(tǒng)制造技術(shù)中是無法實(shí)現(xiàn)的。這不僅簡化了生產(chǎn)流程，還為航空航天部件的設(shè)計(jì)和功能開辟了新的可能性。

SAB Aerospace 使用配備DED 技術(shù)的 Laserdyne 795XL 金屬 3D 打印機(jī)（來自 Prima Additive），能夠以無與倫比的速度、精度和效率生產(chǎn)大型復(fù)雜部件。該打印機(jī)的構(gòu)建體積超過一立方米，可以創(chuàng)建定制規(guī)格，而這在其他制造技術(shù)中很難實(shí)現(xiàn)，甚至不可能實(shí)現(xiàn)。

△利用其基于 DED 的新型 3D 打印技術(shù)，SAB能夠比以前更快、更經(jīng)濟(jì)高效地生產(chǎn)噴嘴（如圖所示）。

SAB Aerospace 與AVIO 合作，利用 Inconel 系列鎳基高溫合金材料開發(fā)了金屬 DED 3D 打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴。這種組合使噴嘴比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)更輕、更高效，這對于需要最大限度提高有效載荷能力的深空任務(wù)至關(guān)重要。

Inconel 專為高性能火箭發(fā)動(dòng)機(jī)而設(shè)計(jì)，是一種鎳基高溫合金，具有高強(qiáng)度、出色的導(dǎo)熱性和卓越的抗蠕變性。Inconel 因其在各種溫度和壓力下的耐腐蝕性而在航空航天應(yīng)用中備受青睞。這種特性在惡劣的太空條件下尤其有價(jià)值，使其成為制造太空噴嘴的首選材料。

了解 SAB Aerospace 如何利用 DED 增材制造來創(chuàng)造復(fù)雜而高效的航空航天部件。這些特性使該材料能夠承受高溫下的巨大應(yīng)力和應(yīng)變，而其良好的低周疲勞性能有助于防止材料失效。Inconel 合金可承受的溫度比傳統(tǒng)合金高出 40%，從而提高了部件的性能和可重復(fù)使用性。

Inconel系列鎳基高溫合金因其高強(qiáng)度、均勻的耐腐蝕性、抗應(yīng)力開裂性以及在 500° 至 600°F (260–316°C) 水溫范圍內(nèi)的出色抗點(diǎn)蝕性而受到特別青睞。此外，它在高溫下（特別是在 1200° 至 1400°F (649–760°C) 時(shí)具有高允許設(shè)計(jì)強(qiáng)度，使其成為此類應(yīng)用的首選材料。

SAB Aerospace 噴嘴的另一個(gè)獨(dú)特之處在于其創(chuàng)新設(shè)計(jì)，包含微型內(nèi)部通道。這些通道對于保持噴嘴的溫度至關(guān)重要，可防止其在高強(qiáng)度操作條件下熔化。與可能需要數(shù)千個(gè)單獨(dú)連接部件的傳統(tǒng)制造方法不同，SAB Aerospace 的噴嘴是一體式構(gòu)造。這減少了連接數(shù)量，并大大縮短了制造時(shí)間。

雖然各家航空航天公司仍在評估新型合金和 DED 增材制造的潛力，但 SAB Aerospace 已經(jīng)采用了這些技術(shù)。目前，該公司的重點(diǎn)是開發(fā)輕型增材制造合金火箭噴嘴，這是實(shí)現(xiàn)更高效、更強(qiáng)大的太空任務(wù)的關(guān)鍵部件。通過這些努力，該公司旨在引領(lǐng)行業(yè)創(chuàng)造創(chuàng)新實(shí)用的解決方案，不僅滿足而且超越未來太空探索的需求。