美國宇航局成功測試3D打印火箭渦輪泵
也許以后在開展載人飛行任務(wù)的時候就無需攜帶很多巨大的備件了,宇航員在空間站直接3D打印各種設(shè)備就可以了。
美國宇航局之前已經(jīng)測試過3D打印一些簡單的火箭組件,例如燃燒室和燃料噴射器。這項技術(shù)如果驗證可行,會用來打印更復(fù)雜的零部件,典型的例子就是3D打印渦輪泵,美國宇航局位于阿拉巴馬州的馬歇爾太空飛行中心對3D打印的渦輪泵進行了成功測試,這個渦輪泵被描述為有史以來最復(fù)雜的3D打印零件。
這個渦輪泵是由馬歇爾太空飛行中心的設(shè)計師和外部供應(yīng)商共同設(shè)計的,轉(zhuǎn)速高達每分鐘90000轉(zhuǎn),產(chǎn)生超過2000馬力,并能實現(xiàn)滿功率每分鐘提供1200加侖低溫液態(tài)氫,美國宇航局指出,這種采用選擇性激光熔化的3D打印技術(shù)生產(chǎn)的渦輪泵與傳統(tǒng)的焊接和裝配技術(shù)相比,原材料消耗可以減少45%。
進行的15項全功率測試表明,3D打印的渦輪泵可經(jīng)受35000磅火箭推力的考驗。測試在溫度為-240攝氏度的情況下燃燒燃料,然后最終溫度超過3,315攝氏度。
通過3D打印的方式制造航天器部件會更加經(jīng)濟,在開展載人飛行任務(wù)的時候就無需攜帶很多巨大的備件了。
這項生產(chǎn)渦輪泵的方法是激光添加劑打印。在此過程中,金屬合金的粉末散布在打印機的一個薄層上,然后計算機控制的激光粉末會融合到發(fā)動機部件的橫截面。機器傳輸粉末到第二層,重復(fù)這樣的過程直到該組件完成。多余的粉末會集合到一起在打印過程中作為備用,粉末經(jīng)過固化、打磨最后完成組裝。
美國宇航局稱相關(guān)引擎設(shè)計和測試數(shù)據(jù)對于美國的致力于未來空間探索的公司是開放的。
“我們花在設(shè)計和測試燃油泵以及噴油器和閥門等部件,還有生產(chǎn)添加劑發(fā)動機用了僅僅兩年時間”負責(zé)渦輪泵系統(tǒng)推進工作的工程師尼克說:“如果我們用傳統(tǒng)的制造工藝要花費兩倍的時間。使用一個全新的制造技術(shù)使得美國宇航局的組件設(shè)計和生產(chǎn)迎來新的篇章”。
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