NASA实现3D打印火箭喷射器突破，双金属设计开启太空探索新纪元

NASA实现3D打印火箭喷射器突破，双金属设计开启太空探索新纪元

2024年6月，NASA宣布了一项重大技术突破：通过3D打印技术成功制造出世界上首个双金属旋转爆震火箭发动机（RDRE）喷射器。这一突破不仅展示了3D打印技术在航天领域的巨大潜力，更为未来的深空探索任务开辟了新的可能性。

这项突破由Quadrus公司的先进制造部门（QAMD）完成，采用了选择性激光熔化（SLM）工艺。喷射器由两种高性能金属材料组成：GRCop-42铜合金和Monel K500镍基超合金。这两种材料通过3D打印技术完美结合，各自发挥优势：

• GRCop-42铜合金具有 excellent 的导热性能，能够有效冷却喷射器表面，确保在极端高温环境下维持较低温度。
• Monel K500镍基超合金则具备出色的抗氧化性和强度，使得歧管壁可以设计得更薄，从而实现更轻量化的设计。

这一突破解决了旋转爆震火箭发动机（RDRE）面临的关键挑战。RDRE在运行时会产生极高的热量，对喷射器的设计和材料选择提出了极高要求。传统的单材料喷射器难以同时满足散热和结构强度的需求，而双金属设计则完美解决了这一矛盾。

这一突破是3D打印技术在航天领域应用的最新成果。事实上，3D打印技术已经在航天制造中展现出巨大潜力：

• SpaceX的猛禽3发动机采用3D打印技术，推力高达280吨，比冲达到350秒，而质量仅为1525千克。
• Relativity Space的Terran 1火箭85%以上的重量由3D打印部件组成，实现了更高的可靠性、更快的生产速度和更高的灵活性。
• 国内航天企业也在3D打印技术方面取得重要进展，成功制造出直径600毫米、高度850毫米的超大尺寸铜合金推力室身部。

这一技术突破对未来太空探索具有深远影响：

1. 提升性能与可靠性：双金属3D打印技术能够制造出性能更优、可靠性更高的火箭发动机部件，为深空探索任务提供更强大的动力支持。

2. 降低成本：3D打印技术能够简化制造流程，减少零件数量，从而降低制造成本。这将使太空探索任务更加经济可行。

3. 推动技术创新：这一突破展示了3D打印技术在多材料制造方面的潜力，将激励更多创新应用的出现。

4. 加速深空探索步伐：更高效、更可靠的火箭发动机将为月球探测、火星任务等深空探索任务提供更强有力的支持，推动人类向太空深处迈进。

NASA的这一突破不仅是3D打印技术在航天领域应用的重要里程碑，更是人类探索太空征程中的又一重大进展。随着技术的不断发展和完善，我们有理由相信，3D打印技术将在未来的太空探索中发挥越来越重要的作用。