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火箭也能3D打印,只需七天就能造出一枚5.5米高的

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记者 |彭强

图片来源:图虫创意

随着太空探索技术公司(SpaceX)和蓝色起源(Blue Origin )等民营航天公司的崛起,新的技术和运营理念正在飞速改变商业航天的发展。

低成本是民营航天公司的一大优势。为实现更低成本发射,3D打印火箭成为多家公司的尝试方向。

2019年底,在德国法兰克福举行的全球最大3D打印贸易展上,Titomic展出其制造的一枚5.5米高的钛合金火箭,这是目前全球最大的3D打印钛合金火箭。

这枚火箭是昆士兰Gilmour Space技术公司制造的27米火箭的缩小版模型,整体制造完成只用了27.6小时。

Titomic在YouTube发布的视频里称,采用性能优越的钛合金和其他高性能合金,该公司可以在165个小时内制造出一枚全尺寸的完整火箭。

Titomic成立于2014年,主要从事大尺寸金属零件及复杂形状零件的大批量生产。它采用一种被称作 Titomic动力聚合(Dynamic Fusion)的技术,将钛金属和非金属粉末等原料喷覆在支架上进行3D打印。由此制造的火箭,具有质量更轻、强度更大、成本更低的特点。

Titomic已将该技术广泛地应用在自行车制造、船舶零件和商业航天领域。

Titomic展示的钛合金3D打印火箭。图片来源:Titomic视频截图

钛被称作宇宙金属或太空金属,是航天工业中的一种重要原材料,具有很好的耐腐蚀性,重量仅为钢铁的一半,且强度高于铝材和钢材,在火箭和导弹的制造中得到了广泛应用。

据Titomic介绍,航空航天产业是钛合金的最大客户,用钛合金可以制造机身、轴承、外壳、起落架等构件,具备优良的耐热、耐腐蚀性,高强度和低密度。

Titomic表示,在目前的航空航天工业中,超过九成的材料直接在铝材或钛合金的坯料上加工而成。3D打印技术几乎可以直接将零件制成所需的形状,只需要消耗之前金属用量的10%,将BTF比降低80%。这显著地提高了公司的盈利能力,并将火箭生产时间从数天缩短至数小时。

BTF比 ,即Buy-to-fly ratio,指的是制造一个零件所需原材料量与最终零件中所含有材料量的比率。BTF比 越高,意味着零部件生产成本越高。

Titomic并不是唯一一家从事3D打印火箭技术的公司。

成立于2016年的美国初创航天公司——相对论太空公司(Relativity Space),在2019年10月完成了1.4亿美元的融资。这部分资金将支持该公司用3D打印技术发展火箭与航天事业。

相对论太空公司的3D打印火箭工作现场。图片来源:相对论空间公司官网

相对论太空公司称,从理论上讲,他们能在60天时间内完成火箭发射前的准备工作,包括原材料的准备、生产组装,再到登上发射台。

据CNBC报道,相对论空间公司的首席执行官Tim Ellis表示,相对论空间公司的3D打印火箭将在2021年初进行首次轨道发射。

相对论空间公司最新型号的专利3D打印机名为星际之门(Star Gate),该打印机高30英尺,拥有多个触手。Terran-1号火箭是星际之门打印的第一枚火箭,其全身95%零部件由3D打印机制造。

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