美國(guó)宇航局成功測(cè)試3D打印火箭渦輪泵
也許以后在開(kāi)展載人飛行任務(wù)的時(shí)候就無(wú)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(guó)宇航局之前已經(jīng)測(cè)試過(guò)3D打印一些簡(jiǎn)單的火箭組件,例如燃燒室和燃料噴射器。這項(xiàng)技術(shù)如果驗(yàn)證可行,會(huì)用來(lái)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(guó)宇航局位于阿拉巴馬州的馬歇爾太空飛行中心對(duì)3D打印的渦輪泵進(jìn)行了成功測(cè)試,這個(gè)渦輪泵被描述為有史以來(lái)最復(fù)雜的3D打印零件。

這個(gè)渦輪泵是由馬歇爾太空飛行中心的設(shè)計(jì)師和外部供應(yīng)商共同設(shè)計(jì)的,轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘90000轉(zhuǎn),產(chǎn)生超過(guò)2000馬力,并能實(shí)現(xiàn)滿功率每分鐘提供1200加侖低溫液態(tài)氫,美國(guó)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(jìn)行的15項(xiàng)全功率測(cè)試表明,3D打印的渦輪泵可經(jīng)受35000磅火箭推力的考驗(yàn)。測(cè)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(guò)3,315攝氏度。
通過(guò)3D打印的方式制造航天器部件會(huì)更加經(jīng)濟(jì),在開(kāi)展載人飛行任務(wù)的時(shí)候就無(wú)需攜帶很多巨大的備件了。

這項(xiàng)生產(chǎn)渦輪泵的方法是激光添加劑打印。在此過(guò)程中,金屬合金的粉末散布在打印機(jī)的一個(gè)薄層上,然后計(jì)算機(jī)控制的激光粉末會(huì)融合到發(fā)動(dòng)機(jī)部件的橫截面。機(jī)器傳輸粉末到第二層,重復(fù)這樣的過(guò)程直到該組件完成。多余的粉末會(huì)集合到一起在打印過(guò)程中作為備用,粉末經(jīng)過(guò)固化、打磨最后完成組裝。
美國(guó)宇航局稱相關(guān)引擎設(shè)計(jì)和測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)于美國(guó)的致力于未來(lái)空間探索的公司是開(kāi)放的。

“我們花在設(shè)計(jì)和測(cè)試燃油泵以及噴油器和閥門(mén)等部件,還有生產(chǎn)添加劑發(fā)動(dòng)機(jī)用了僅僅兩年時(shí)間”負(fù)責(zé)渦輪泵系統(tǒng)推進(jìn)工作的工程師尼克說(shuō):“如果我們用傳統(tǒng)的制造工藝要花費(fèi)兩倍的時(shí)間。使用一個(gè)全新的制造技術(shù)使得美國(guó)宇航局的組件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)迎來(lái)新的篇章”。
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