近日，歐洲航天局（ESA）宣布，該機(jī)構(gòu)在現(xiàn)實(shí)、苛刻的條件下對3D打印的鉑合金火箭燃燒室及其噴嘴的測試成功通過，而該部件的開發(fā)商空中客車防務(wù)與空間（Airbus Defence & Space）公司在德國Lampoldshausen制造了這些原型推進(jìn)器。
這次構(gòu)建和測試是歐洲航天局對外宣稱的一項(xiàng)先進(jìn)衛(wèi)星推力室增材制造技術(shù)（AMTAC）項(xiàng)目的一部分。據(jù)了解，這次的點(diǎn)火測試持續(xù)了一個(gè)多小時(shí)，經(jīng)過了618個(gè)完整的點(diǎn)火周期。
該項(xiàng)目點(diǎn)火測試經(jīng)理Steffen Beyer博士稱，整個(gè)測試包括32分鐘的連續(xù)燃燒。Beyer說，在此測試期間，最高溫度曾經(jīng)達(dá)到了1253℃，這證明了3D打印的燃燒室和噴嘴在性能上與常規(guī)制造的推進(jìn)器不相上下。“這是一項(xiàng)世界第一。”他說。
這種燃燒室主要用在10 N肼推進(jìn)器上，它是用一種鉑-銠合金材料3D打印的。據(jù)代表歐洲航天局監(jiān)督該項(xiàng)目的Laurent Pambaguian稱，該項(xiàng)目也是對于3D打印作為一種制造方法所具備的效率的測試。
“這樣做的目的也是為了測試這種能夠降低材料成本的制造方式。”Pambaguian說，“一開始我們并不敢肯定它一定就能做到，我們甚至不知道使用的金屬粉末質(zhì)量是否合適。在生產(chǎn)上，我們結(jié)束了激光機(jī)一般只用于首飾制造的歷史，這是目前使用此種金屬材料的最先進(jìn)工業(yè)級(jí)技術(shù)。”
Beyer博士說，材料成本的節(jié)約也在該計(jì)劃的考慮之中。
“考慮到目前鉑的價(jià)格大約為每克40歐元，3D打印能夠帶來的節(jié)約相當(dāng)可觀。”他解釋說。“我們每年生產(chǎn)150-200個(gè)此類的推進(jìn)器，以滿足不同的客戶。3D打印應(yīng)該會(huì)實(shí)現(xiàn)更短的生產(chǎn)周期和更具彈性的生產(chǎn)流程，比如按需制造。”
這種用來制造燃燒室和噴嘴的鉑銠合金粉末是由Heraeus提供的，并由Nanoval進(jìn)行了霧化。構(gòu)建該裝置的增材制造過程是由Fraunhofer激光技術(shù)、機(jī)床和成形技術(shù)研究所負(fù)責(zé)監(jiān)督的。
“我們在第一階段使用鉑-銠合金是因?yàn)樵谠霾闹圃旒夹g(shù)中鉑合金的應(yīng)用最為成熟。在下一階段，我們將嘗試使用新的合金——鉑-銥進(jìn)行打印，它具有性能優(yōu)勢。”Bayer博士說。“這種合金如果使用傳統(tǒng)的鑄造和鍛造技術(shù)不容易被制造，所以打印是讓其在太空中得到應(yīng)用的唯一方式。”
燃燒室和噴嘴組合的制造和測試是長期運(yùn)行的一項(xiàng)電信系統(tǒng)高級(jí)研究（ARTES）計(jì)劃的一部分，該計(jì)劃是由歐洲航天局監(jiān)督的。
歐洲航天局材料技術(shù)部的負(fù)責(zé)人Tommaso Ghidini說，根據(jù)計(jì)劃他們將逐漸轉(zhuǎn)向使用包括鉻鎳鐵合金和銅在內(nèi)的材料，因?yàn)檫@些材料可以制造更大的體積。Ghidini說，該機(jī)構(gòu)的這些計(jì)劃是與行業(yè)合作伙伴和歐洲航天局成員國共同制定的，它的目的將3D打印的部件用于太空領(lǐng)域的日常應(yīng)用。他說，這個(gè)過程包括各種資格認(rèn)證和驗(yàn)證過程。
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