3D打印的火箭發(fā)動機將使得空間發(fā)射親民化

南極熊覺得3d打印在航空航天上會有巨大的發(fā)展前景，航天零部件需要的定制化和輕量化的特性，3d打印技術(shù)會最大限度的實現(xiàn)航空航天所用零部件的在這兩個方面的要求。航天領(lǐng)域，3D打印技術(shù)已然成為“頂梁柱”。SpaceX、Blue Origin、馬歇爾太空飛行中心，Aerojet Rocketdyne，以及Rocket Lab在2016年再一次證明，3D打印不僅將提升火箭發(fā)射設(shè)備的性能，更能降低火箭發(fā)射的成本。

除了這些火箭發(fā)射“大咖”，還出現(xiàn)了盯住市場空白的初創(chuàng)企業(yè)。Tri-D Dynamics是一家由加州大學(xué)的學(xué)生創(chuàng)立的一家創(chuàng)業(yè)公司，使用3D打印或混合3D打印技術(shù)創(chuàng)建小型火箭發(fā)動機。Tri-D Dynamics已經(jīng)申請多項專利，他們相信3D打印的火箭發(fā)動機將使得空間旅行親民化。

圖片：Deepak Atyam和Alex Finch團隊的Ignus火箭發(fā)動機

Tri-D Dynamics的創(chuàng)始人Deepak Atyam和Alex Finch已經(jīng)證明，他們的技術(shù)具有良好的工作性，他們的火箭零件可以最快在短短兩天內(nèi)完成，最慢也就兩個星期，而通過傳統(tǒng)方法制造的發(fā)動機可能需要三或四個月。

圖片：Deepak Atyam和Alex Finch團隊的Tri-D rocket火箭發(fā)動機

創(chuàng)業(yè)的起因來自于Atyam在亞拉巴馬州的馬歇爾太空飛行中心的實習(xí)經(jīng)歷，他發(fā)現(xiàn)在宇航局正在研究3D打印完整的火箭發(fā)動機�；�于在項目中獲得的知識，他回到加州大學(xué)圣地亞哥分校，在那里他和Finch都是大學(xué)生。在2013年，他們打印和測試了一個全金屬3D打印引擎，使大學(xué)第一個完成這樣的壯舉。3D打印采用的是EOS M280 3D打印機，通過直接金屬激光融化技術(shù)（DMLS）實現(xiàn)對含鈷鉻的金屬合金加工。

3D打印更好的火箭發(fā)動機
3D打印為火箭發(fā)動機的設(shè)計和建造提供了許多新機會。在設(shè)計方面，可以制造傳統(tǒng)制造技術(shù)難以實現(xiàn)的幾何形狀。Atyam認(rèn)為發(fā)動機到目前為止，關(guān)鍵的部件包括火箭的噴嘴和燃燒室，而通過3D打印，可以大量減少裝配需要。

圖片：Deepak Atyam和Alex Finch團隊的Ignus火箭發(fā)動機點火測試

此外，Tri-D Dynamics發(fā)動機的設(shè)計經(jīng)過優(yōu)化，從而消除了對打印過程中支撐結(jié)構(gòu)的需要。其結(jié)果是一旦打印完成，節(jié)省時間、勞動力和成本。Finch認(rèn)為通過優(yōu)化流體流動和冷卻通道提升發(fā)動機的性能，Tri-D Dynamics審視每個零件是否是必要的，是否可以通過重新設(shè)計以減少零件數(shù)量，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計出新的設(shè)計。

空間發(fā)射親民化

增材制造火箭發(fā)動機不僅可以將獨特的幾何形狀和設(shè)計的能力融合在一起，3D科學(xué)谷認(rèn)為是在合理的時間內(nèi)以合理的成本制造這樣的系統(tǒng)的唯一方法。

“很多小衛(wèi)星和立方體衛(wèi)星都通過SpaceX或ULA rockets這樣的更大的運載火箭送入空間�！盇tyam說“這使得需要等待1年或2年的時間才能把衛(wèi)星發(fā)射到太空中，這對這些立方體衛(wèi)星提供商產(chǎn)生不利影響。隨著計算能力和成像技術(shù)的進步，他們希望能夠利用新技術(shù)，更便捷的實現(xiàn)衛(wèi)星發(fā)射�！�

不依靠更大的運載火箭，這些企業(yè)將轉(zhuǎn)向更小的、專用的火箭把立方體衛(wèi)星和小衛(wèi)星送入軌道。Atyam說，“相比于超過200英尺高的常規(guī)尺寸，這些專用發(fā)射器約60英尺高，有效載荷只有200公斤或以下。這個想法的意義使得小型衛(wèi)星的發(fā)射變得更快捷，僅需要雙周或每周一次就能夠跟上立方體衛(wèi)星發(fā)射的需求�！�

Finch認(rèn)為他們的商業(yè)模式在于提供恰如所需的發(fā)射服務(wù)，“最關(guān)鍵的是將進入太空的成本降低，這是最合乎邏輯的一步，因為火箭最昂貴和復(fù)雜的組成部分是發(fā)動機，而通過3D打印技術(shù)降低成本是ULA rockets認(rèn)為可以產(chǎn)生最大的影響，可以節(jié)省高達百分之15的制造火箭的總生產(chǎn)預(yù)算�！�

Deepak Atyam和Alex Finch還在普渡大學(xué)攻讀研究生學(xué)歷，在那里他們更好地了解市場，提高火箭的理論知識，進行進一步的研究和拓展他們的網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)Finch和Atyam，他們已經(jīng)提交給NASA他們的小企業(yè)創(chuàng)新研究計劃和小企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)移的兩點建議，并且有希望獲得NASA第一階段的獎勵合同。

來源：3d科學(xué)谷