NASA和Masten如何用3D打印革新航天器制造
NASA和Masten如何用3D打印革新航天器制造
2023年秋天，NASA成功进行了一次不同寻常的火箭发动机喷嘴热火测试。这个喷嘴与众不同之处在于，它是由铝基材料3D打印而成的。铝材因其低熔点通常不用于火箭发动机，且在增材制造过程中容易开裂。然而，这次测试的成功标志着航天器制造领域的一项重大突破。
这一突破源于NASA与Elementum 3D公司的长期合作。Elementum 3D公司成立于2014年，致力于扩大3D打印可用材料的种类和质量。公司开发的标志性技术——反应性增材制造（RAM）工艺，通过在铝合金中添加其他材料的颗粒，改变金属性能，使其适合3D打印。
NASA马歇尔太空飞行中心自2014年起就与Elementum 3D展开合作。NASA对3D打印技术感兴趣，是因为它能显著缩短发动机开发和制造时间，同时可以将发动机分解为几个大部件而非数百个小零件进行制造。使用铝材3D打印发动机部件不仅带来了这些优势，还实现了显著的减重。
Masten Space Systems是最早关注到这项技术潜力的公司之一。在NASA的资助下，Masten与Elementum 3D合作开发了一款实验性火箭发动机——Broadsword发动机。这款发动机采用Elementum 3D的早期金属材料3D打印而成，展示了3D打印技术在实际航天器制造中的应用前景。
3D打印技术正在彻底改变航天器制造方式。传统的制造方法需要将数百个零件组装成发动机，而3D打印可以将整个发动机作为一个整体进行打印，大大简化了制造流程。这种技术不仅缩短了研发周期，降低了成本，还提高了设计灵活性，使工程师能够创造出传统方法无法实现的复杂结构。
随着技术的不断进步，3D打印在航天领域的应用将越来越广泛。从火箭发动机部件到卫星结构，甚至整个航天器，都有望通过3D打印技术实现快速、低成本制造。这将为未来的太空探索开辟新的可能性，使人类能够更快、更经济地进入太空。