NASA使用3D打印技术制造更轻的火箭部件

美国国家航空航天局的工程师们利用3D打印和一种新型的铝材料，成功地制造出了更轻、不会熔化的火箭部件。

航天局与添加剂制造商Elementum 3D合作开发了一种铝制火箭发动机喷嘴。使用铝的优势在于，与其他金属相比，铝的重量很轻，但它对焊接过程中的极端高温和裂缝的容忍度很低，这在过去一直是排除它的一种选择。这就是3D打印的用武之地。

作为由NASA空间技术任务局(STMD)资助的用于第四次工业革命的反应性添加剂制造(RAMFIRE)项目的一部分，开发了一种名为A6061-RAM2的新型铝变体以适应添加剂制造技术。RTM创新公司专门从事定向能沉积，该公司利用激光粉末定向能沉积(LP-DED)技术，使用铝型材和特殊粉末制造喷嘴。

克服铝的热和焊接限制的关键是在喷嘴结构中引入小的内部通道，以将温度保持在金属的熔点以下。由于喷嘴是3D打印的，所以只有一个部件，所以不需要粘合，制造时间大大减少。相比之下，传统的喷嘴制造需要数千个需要连接在一起的部件。

这些新的RAMFIRE喷嘴已经完成了多次热火测试，在每平方英寸超过825磅的压力下，经受住了22次启动和近10分钟的运行。这比火箭喷嘴在深空中所受的预期应力要大。

美国宇航局马歇尔实验室的首席研究员保罗·格拉德尔说：“在对喷嘴进行了一系列严格的热火测试后，我们证明了这种喷嘴能够经受住月球着陆器规模发动机的热、结构和压力负载。”

美国国家航空航天局认为，轻型火箭组件对深空任务至关重要。STMD先进制造的首席技术专家John Vickers解释说：“质量对于NASA未来的深空任务至关重要……像这种成熟的添加剂制造以及先进材料这样的项目，将有助于发展新的推进系统、空间制造和NASA雄心勃勃的月球、火星和更远任务所需的基础设施。”