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打印各種設備就可以了。
美國宇航局之前已經測試過3D打印一些簡單的火箭組件,例如燃燒室和燃料噴射器。這項技術如果驗證可行,會用來打印更復雜的零部件,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計師和外部供應商共同設計的,轉速高達每分鐘90000轉,產生超過2000馬力,并能實現滿功率每分鐘提供1200加侖低溫液態氫,美國宇航局指出,這種采用選擇性激光熔化的3D打印技術生產的渦輪泵與傳統的焊接和裝配技術相比,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濟,在開展載人飛行任務的時候就無需攜帶很多巨大的備件了。
這項生產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動機部件的橫截面。機器傳輸粉末到第二層,重復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,粉末經過固化、打磨最后完成組裝。
美國宇航局稱相關引擎設計和測試數據對于美國的致力于未來空間探索的公司是開放的。
“我們花在設計和測試燃油泵以及噴油器和閥門等部件,還有生產添加劑發動機用了僅僅兩年時間”負責渦輪泵系統推進工作的工程師尼克說:“如果我們用傳統的制造工藝要花費兩倍的時間。使用一個全新的制造技術使得美國宇航局的組件設計和生產迎來新的篇章”。
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