全球3D打印航天領域六大成果(2)
NASA成功測試激光3D打印火箭發動機
今年2月份，NASA成功對一臺采用多個3D打印復雜部件的火箭發動機進行了測試，該測試采用低溫液氫和液氧燃料，產生了2萬磅的推力，這也意味著向實現全3D打印的高性能火箭發動機又邁進了一步。
增材制造（或3D打印）技術是提高航天器設計和制造能力的一項關鍵技術，將在未來太空探索中發揮更大的作用。未來的計劃包括對采用液氧和甲烷推進劑的發動機進行測試，這是用于火星登陸器的重要推進劑，因為火星上可能存在甲烷和氧氣。重要的是，這些部件與常規的發動機以相同的方式工作，需要承受火箭發動機內極端的溫度和壓力。渦輪泵的轉速可達每分鐘90000轉（rpm），而最終使推力室產生超過20000磅的推力，像這樣的發動機可以為火箭或火星探測器提供所需的推力。
NASA共進行了七項測試，最長的一項持續了10秒。在測試過程中，3D打印的驗證機承受了飛行火箭發動機產生推力時所有的極端環境，其中燃料燃燒時溫度超過6000華氏度（3315攝氏度），主要用于提供液氫燃料的渦輪泵可承受低于400華氏度（零下240攝氏度）的溫度。這些測試使用的是航天飛船推進系統中常見的低溫液氫和液氧推進劑。雖然甲烷和氧氣被證明是更加適合用于火星探測的推進劑，但采用低溫液氫和液氧推進劑能夠產生最極端的溫度并且使零部件暴露在低溫液氫中（這可能會導致脆化），從而能夠測試3D部件的極限性能。該團隊還計劃采用甲烷以及對冷卻燃燒室、噴嘴以及渦輪泵等其他關鍵部件進行測試。
上述這些零部件均采用選擇性激光熔融工藝制造，其中，與采用傳統的焊接和裝配工藝制造的泵相比，3D打印的渦輪泵零部件數量減少了45%，而噴油器則比傳統方法制造的減少了200多個零部件，并且其性能也是采用其他方法無法實現。對于閥門等復雜零部件，它的生產周期通常需要一年以上，而采用3D打印技術則可將其縮短至幾個月的時間。
NASA開發新一代立方體衛星3D打印推進系統
2014年12月份的時候，相關媒體曾經報道過，Aerojet Rocketdyne成功完成了對MPS-120立方體衛星（CubeSat）上的3D打印肼集成推進系統的點火試驗。近日，該公司又一次被美國宇航局（NASA）召喚，開發它的下一代——MPS-130上使用綠色推進劑的模塊化推進系統。這一次同樣是3D打印的。這份新協議似乎是Aerojet Rocketdyne公司和NASA之間長期合作歷史中最新的一部分。Aerojet Rocketdyne公司是世界公認的為航天、導彈和戰略系統提供推進和動力系統的領導者，同時在3D打印技術的應用方面也處于領先地位。就在幾周前，該公司就與NASA簽署了一項金額為16億美元的合同，為后者3D打印RS-25火箭發動機。而在幾個月之前，NASA測試成功的F-1火箭發動機的3D打印部件也是由Aerojet來完成的。事實上，從2013年起，雙方在3D打印火箭發動機部件的合作就已經開始了，媒體也對此也曾經進行過多次報道。
在此次交易中，似乎MPS-130立方體衛星的推進系統也將采用與MPS-120同樣的方式開發。不過此次的不同之處在于，MPS-130將首次采用綠色推進劑（全名為AF-M315E）。這不僅會改善CubeSat在太空中的能力，而且還提供了一個比傳統的肼推進劑更安全、更高效、性能更高的選擇。“我們為在推動立方體衛星推進系統的發展方面與NASA建立的伙伴關系而感到興奮。”Aerojet Rocketdyne公司CEO Eileen Drake稱：“毫無疑問它將在私營部門和公共部門中為那些尋求提升微型衛星能力，并且希望能夠更經濟、有效和安全地操作它們的人們打開一扇新的大門。”根據計劃，MPS 130的綠色推進系統將給立方體衛星和微型衛星（nanosats）提供足以媲美大型衛星的動力，但是其尺寸卻小得多。這將使其具備更長的任務周期、更大的彈性和更多的機動選項，無論是在較高還是較低的軌道中。復雜的近距離操作和編隊飛行也會在這種下一代推進系統中使用。它將同時具備基本的推進能力和3軸控制能力，這也是為那些需要顯著的ΔV能力的立方體衛星的客戶設計的。關于MPS-130的更多技術細節，請點擊此處。
據了解，此次交易也是NASA利用公私合作關系推動引爆點技術計劃的一部分，而該計劃的目的之一就是將類似3D打印這樣的下一代技術推進到商業上可行的境地。作為交易的一部分，Aerojet Rocketdyne公司未來將會交付一個完全集成的帶綠色推進器的MPS130系統進行飛行演示，當然還要進行相應的開發和驗證測試。
俄羅斯推出碳纖維3D打印機太空制造衛星零部件
根據國外媒體報道，一個俄羅斯研發團隊目前正在研發能在國際空間站（ISS）使用的3D打印機。設計人員表示，他們的打印機將使用復合打印材料在太空直接生產電池、天線以及CubeSat立方體納型衛星所需的技術部件。該項目將結合斯科爾科沃基金會（Skolkovo Foundation）常設公司Sputnix和Anisoprint，以及莫斯科理工大學的研究成果。
Sputnix公司主要進行高科技微衛星組件的開發，并在2014年發射了俄羅斯首個私人地球遙感衛星。Anisoprint主要生產高性能纖維增強塑料。該合作項目旨在克服外太空制造生產過程中遇到的難題，如創傷、尺寸限制以及將新材料發送至軌道等。美國已經在國際空間站開發了一款目前正用于試驗項目的3D打印機。在2014年推出的、由NASA和美國太空制造公司（Made by Space）生產的3D打印機使用塑料線材，能打印原型和備用小零件。
在今年4月，NASA安裝了另一臺由美國太空制造公司生產的增材制造設備（AMF）3D打印機。該AMF 3D打印機也能制造工具并提供維護，并對第三方開放使用，在太空3D打印物體。而該俄羅斯團隊計劃進行兩種材料組合打印，并最終實現小型衛星部件的打印。雖然許多其他3D打印機使用熔融塑料，這款3D打印機結合了熱塑塑料與持續加固碳纖維材料。據說這種復合結構比傳統的熔融塑料硬度強10倍。設計人員表示這款3D打印機能被用來生產反射器、天線以及太陽能面板。
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3D打印市場規模不斷擴大，
工信部：去年全球3D打印產
2020年，全球3D打印產業規
工業級3D打印設備占主流，
3D打印，制造業的未來
三年后市場規模可達56億，
