Rocket Lab將預(yù)定尼康SLM Solutions制造的超大尺寸金屬增材制造平臺

2025年6月19日，南極熊獲悉，全球領(lǐng)先的金屬增材制造解決方案供應(yīng)商尼康SLM Solutions今日宣布與知名航天制造公司Rocket Lab簽署一份具有里程碑意義的諒解備忘錄（MoU）。根據(jù)協(xié)議，Rocket Lab將預(yù)定兩臺尼康SLM Solutions正在研發(fā)的全新超大尺寸金屬增材制造平臺。這一戰(zhàn)略合作不僅彰顯了Rocket Lab對尼康SLM Solutions技術(shù)的信心，也預(yù)示著增材制造技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用將迎來重大突破。



深化合作

此消息對尼康而言無疑是一大利好，進(jìn)一步鞏固了公司在增材制造領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)地位。此前，業(yè)界曾對尼康NXG系列及其搭載的12激光系統(tǒng)持觀望態(tài)度，而尼康此次推出更大尺寸、更大構(gòu)建體積的全新平臺，無疑是對質(zhì)疑的有力回?fù)�。早�?022年，SLM Solutions就已向一家“總部位于加利福尼亞的火箭公司”售出了兩臺NXG 600E設(shè)備�？紤]到Rocket Lab總部位于長灘（同時也是眾多火箭公司的聚集地），這很可能為本次超大尺寸平臺的采購奠定了基礎(chǔ)。目前，尼康NXG系列客戶包括GKN航空航天、博世、ATI、CTC、Veeco、柯林斯航空航天、Sintavia、Divergent等眾多知名企業(yè)以及未公開名稱的客戶。

尼康SLM Solutions首席執(zhí)行官Sam O’Leary表示：“我們非常榮幸能夠深化與Rocket Lab的合作，共同推動可擴(kuò)展、高性能增材制造技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用。Rocket Lab預(yù)定我們即將推出的超大尺寸平臺，充分體現(xiàn)了雙方在技術(shù)創(chuàng)新方面的高度共識，以及在更大規(guī)模上實現(xiàn)創(chuàng)新突破的堅定信心。尼康SLM Solutions的下一代增材制造系統(tǒng)將具備生產(chǎn)更大尺寸零件的能力，并實現(xiàn)前所未有的生產(chǎn)效率，從而幫助像Rocket Lab這樣的制造商減少零件數(shù)量，優(yōu)化設(shè)計，并顯著縮短發(fā)射準(zhǔn)備時間。”


△ Rocket Lab的Electron運(yùn)載火箭，搭載3D打印的Rutherford引擎

市場競爭現(xiàn)狀

NXG系列已幫助尼康在大型航空航天應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位。盡管面臨Velo3D和EOS旗下AMCM部門的競爭，該領(lǐng)域此前一直是Additive Industries設(shè)備的優(yōu)勢市場。而尼康SLM Solutions將NXG系列的生產(chǎn)線設(shè)在美國的決策，現(xiàn)在看來無疑是一個極具遠(yuǎn)見的戰(zhàn)略舉措。尼康與SLM Solutions的結(jié)合也堪稱典范，SLM Solutions在為尼康的未來發(fā)展做出貢獻(xiàn)的同時，也獲得了充分的自主權(quán)、支持與關(guān)注，從而實現(xiàn)了蓬勃發(fā)展。雖然中國市場涌現(xiàn)出眾多大型3D打印設(shè)備制造商，但來自非中國企業(yè)的競爭相對較弱，Velo3D、Renishaw和Additive Industries等企業(yè)的市場活躍度有所降低。EOS似乎專注于通過AMCM系統(tǒng)滿足特定客戶的需求，并未在超大型系統(tǒng)領(lǐng)域直接挑戰(zhàn)SLM Solutions，而AddUp則專注于規(guī)模較小的工業(yè)級設(shè)備。或許多年后，DMG Mori能夠逐步趕上尼康超大型系統(tǒng)的步伐，但就目前而言，大多數(shù)企業(yè)都專注于400 x 400 x 400毫米的構(gòu)建空間，并且傾向于采用4激光而非12激光配置，實際上，美國的大型增材制造市場目前幾乎完全由尼康SLM Solutions主導(dǎo)。

然而，這種局面可能是一個代價高昂的戰(zhàn)略性失誤。我們已經(jīng)看到，新興航天領(lǐng)域（New Space）一直在推動大型LPBF（激光粉末床熔融）技術(shù)的應(yīng)用。出于對重量、零件數(shù)量和優(yōu)化幾何形狀的考慮，推進(jìn)裝置和壓力容器越來越多地采用更大的構(gòu)建體積進(jìn)行制造。銅和其他材料的應(yīng)用推動了這些航天公司的發(fā)展，如今，火箭引擎主要采用3D打印技術(shù)制造。鈮、銅鎳合金、鎢以及其他特種材料的運(yùn)用也促進(jìn)了大型增材制造系統(tǒng)在潛艇推進(jìn)、導(dǎo)彈、雷達(dá)、高超音速飛行器、渦輪機(jī)械等領(lǐng)域的應(yīng)用。盡管眾多廠商事實上已經(jīng)將這一市場讓給了SLM Solutions，但我們現(xiàn)在看到，越來越多的工業(yè)集團(tuán)正在采用這項技術(shù)。對于大型零件而言，大型增材制造設(shè)備無疑具有顯著優(yōu)勢。然而，如果需要大量小型零件，則采用大型設(shè)備的風(fēng)險較高，且優(yōu)勢并不明顯。通常情況下，購買和運(yùn)營一組規(guī)模較小、更靈活的增材制造系統(tǒng)仍然更經(jīng)濟(jì)、更靈活。尼康SLM Solutions認(rèn)為，采用大型設(shè)備可以帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益，這可能會推動該技術(shù)在軍事和新興航天領(lǐng)域之外的更廣泛應(yīng)用。


△ Archimedes引擎

未來發(fā)展前景

SpaceX的Raptor引擎尺寸為3.1米x 130厘米，而Rocket Lab的Rutherford引擎尺寸較�。�60 x 138厘米），大多數(shù)高超音速飛行器的直徑小于1米，部分約為90厘米。高超音速飛行器的鼻錐長度可達(dá)1米，直徑為1米，如果采用鎢材料制造將非常具有吸引力。此外，洲際彈道導(dǎo)彈的彈頭尺寸約為150 x 46厘米。因此，尼康SLM Solutions的一個潛在發(fā)展方向是將當(dāng)前NXG系列的架構(gòu)擴(kuò)展到4米，從而實現(xiàn)單臺設(shè)備一次性垂直構(gòu)建更多推進(jìn)裝置的目標(biāo)。這將鞏固尼康SLM Solutions在引擎和高超音速飛行器制造領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，而這兩個領(lǐng)域?qū)⒃谖磥韼啄陜?nèi)成為極具發(fā)展?jié)摿Φ募?xì)分市場。

此外，尼康在2023年收購了由葡萄牙公司開發(fā)的、由Fraunhofer研究所提供技術(shù)支持的Adira。該公司擁有一套獨特的系統(tǒng)，該系統(tǒng)將工藝腔室移動到被稱為“瓦片”的區(qū)域上方，并依次對它們進(jìn)行處理。Adira Addcreator系統(tǒng)能夠制造直徑為1米的物體。隨著常規(guī)增材制造系統(tǒng)的擴(kuò)展，至少會遇到三個問題：增加激光器的數(shù)量在達(dá)到一定程度后將不再具有意義，同時，激光器之間相互影響的計算問題也將變得非常復(fù)雜；構(gòu)建過程中的煙霧問題將難以解決；大量的激光器和較大的構(gòu)建體積將顯著增加設(shè)備成本，使其變得非常昂貴。而借助瓦片式技術(shù)，可以將多個工藝腔室（帶有Z軸）移動到一個潛在的巨大（且廉價）的構(gòu)建體積上方，并擁有大量的X軸和Y軸行程。如果成功，這將真正改變增材制造零件的經(jīng)濟(jì)性，無需將大量資金投入到構(gòu)建腔室和激光器上，而是可以更快地制造更大的物體。