全球5款先进金属3D打印火箭最新进展

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南极熊导读:在航天范畴,应用3D打印手艺来制造火箭正在变得风行起来,具有不错的效率和承载能力。

[原文来自:www.tt44.com]


[好文分享:www.tt44.com]

下面我们一路来看看全球5款进步金属3D打印火箭最新进展。

3D打印进步的火箭——改变航空航天业


这台3D打印机由多个机械臂供应动力,可以打印最终用途的金属零件。

近年来太空财富似乎并没有真正迈出大措施。然而,很多公司都在研发方面投入了天文数字的资金,进展在航天范畴缔造出下一个重大成就。为此,3D打印(也称为增材制造)的最新成长使其成为影响航空航天工业的最主要手艺之一。

卫星已经成为科学家和工程师的首要存眷点,它能够用于高级研究以及更多的贸易用途,例如全球互联网系统。然则,这些卫星需要一种进入轨道的方式,而最好的方式仍然是使用火箭。然则制造火箭并将有效载荷发送到太空是一件非常昂贵的事情。

今朝,将制造火箭的成本降至最低,一向是业界的方针。实现的要害是使火箭更简便、更省油、更廉价。这就是3D打印的用武之地。

3D打印的优势

3D打印在火箭制造买卖中的首要优势在于可以削减零件数量并使生产线具有天真性,而无需在制造每种设计之前就对专用对象进行数万万甚至数亿美元的投资。

火箭由成千上万的零件构成,是非常复杂的产物。借助3D打印,能够大大削减火箭的零件数量,从而降低成本。经由这种体式,我们正在进入具有成本效益的火箭制造和太空买卖的新时代。

我们一路索求3D打印火箭的最新最感动人心的提高!

①Relativity Space:3D打印整个火箭

3D打印火箭动员机Aeon 1(起原:Relativity Space)


Relativity Space是一家成立于2015年的公司,其方针是制造世界上第一枚完全3D打印火箭,称为Terran 1。

首要方针是使用3D打印机,以尽或者削减火箭的零件数量,并使火箭的生产成为天真的过程。

平均而言,火箭大约有50,000至100,000个零件,这使其与汽车一般复杂。Relativity Space已成功地将火箭上的零件数量削减到约1000个,从而大大降低了成本。

关于Relativity Space的具体报道 

https://www.nanjixiong.com/thread-136648-1-1.html

Stargate 3D打印机

因为3D打印似乎是幻想制造方式,是以Relativity络续斥地本身的3D打印机Stargate。它是世界上最大的金属3D打印机之一,而且负责Terran 1的大部门生产。

整个系统由三个机械臂构成,一个机械臂用于打印,此外两个机械臂用于后处理。所使用的手艺是直接能量沉积,该方式是将金属丝送入熔化区,然后挤压成所需的外形。用外行的话来说,根基上是3D焊接。


Relativity Space的立异不止于此,因为他们还投资了AI来监控生产过程,从而以各类或者的体式使其变得更好,更高效。

Terran 1火箭的最大有效载荷为1,250公斤,由9台Aeon 1动员机供应动力,这些动员机经由3D打印,并使用液态甲烷和液态氧作为推进剂。

油箱也经由Stargate打印机3D打印。从外部看,该油箱看起来像一个简洁的构造,但实际上它由两个内部油箱构成,因为每种推进剂都需要分隔存放。因为Stargate打印机的大容积,该罐能够单件打印而没有接缝,是以非常平安,避免了潜在的泄露。

正如该公司网站所声称的那样,他们的Stargate工场可以在60天内打印出Terran 1,将其从原材料一向带到可航行的车辆中。比拟之下,常规火箭制造的交付周期平日跨越一年!

Stargate 负责制造火箭构造和推进剂油箱,而较小的部件和动员机则在直接金属激光烧结(DMLS)3D打印机上打印。

轨道测试定于2021年进行,而商用火箭的正式发射应在此后不久进行。

②Orbex:世界上最大的3D打印火箭引擎

Orbex的3D打印引擎很厉害(起原:Orbex)


Orbex是一家总部位于英国的初创公司,专门斥地卫星运载火箭。Orbex推出了环保火箭Prime,用于供应低成本的轨道发射办事,获得了普遍的媒体报道。考虑到Orbex成立仅5年,这是一个了不得的成就。

为了使Orbex达到低成本轨道发射的方针,用最佳材料制造轻型火箭非常主要。尽管大多数火箭是由碳纤维、铝和石墨烯复合材料制成的,但3D打印仍在Orbex中施展着感化。

Orbex的运载火箭由世界上最大的3D打印火箭动员机供应动力。它在SLM Solutions 800机械上一次打印,无需多余的接头。它燃烧生物丙烷燃料,以确保尽或者降低碳排放量。

Orbex的运载火箭即将于2021年首次发射。 
关于Orbex的具体报道 https://www.nanjixiong.com/thread-133147-1-1.html

③Rocket Lab:低地球轨道的小型卫星

资料起原:YouTube的Rocket Lab


Rocket Lab是一家位于加利福尼亚的航空航天公司,致力于将小型卫星送入低地球轨道。

比来,该公司推出了新的两阶段运载火箭Electron。火箭自己由碳复合材料制成,以尽或者减轻重量, 最大有效载荷为225公斤。

Rocket Lab更有趣的是使用特别的3D打印卢瑟福引擎。

什么是卢瑟福引擎?

以欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)的名字定名的卢瑟福动员机是一种使用氧气和石油作为推进剂的小型火箭动员机。将易于生产的简洁设计与专业的电子束熔化(EBM)3D打印机相连系,可实现高效的成本削减设置。

Rocket Lab的3D打印卢瑟福引擎(起原:SpaceFlight Insider)


到今朝为止,Rocket Lab已经打印了100多个如许的动员机,它们已经成功完成了各类测试法式。生产过程自己令人印象深刻(这是Rocket Lab所独有的),每个火箭只需24小时。

话虽如斯,能够说火箭实验室正在起劲实现释放太空潜力的愿景。
关于Rocket Lab的具体报道 https://www.nanjixiong.com/thread-131156-1-1.html



④Launcher:3D打印火箭高效动员机

测试Engine-1(起原:Launcher)


Launcher是一家位于布鲁克林的新兴公司,致力于斥地世界上最高效的“小型火箭”,以将小型卫星送入轨道。他们的解决方案是Rocket-1,这是一枚20米长的火箭,配备了一组5台Engine-2推进器,火箭的最大有效载荷能力为773千克。

为了为卫星发射供应有竞争力的价钱,火箭和动员机的生产成本必需尽或者低。经由与EOS和AMCM合作,Launcher在其工作流程中使用了3D打印。

Engine-2

Engine-2具有世界上最大的一体式3D打印燃烧室,该燃烧室由粉末3D打印机上的铜合金一体成型。一次打印所有零件使生产变得轻易,因为不需要接缝。这也使他们可以斥地出效率高达98%的推进器,这是一项了不得的成就。

该动员机使用石油和液态氧作为推进剂,它有望供应22,000磅力(约97,860牛顿)的强劲推力。

⑤Skyrora:塑料废料到推进剂

3D打印机对于斥地和生产都是至关主要的(起原:Instagram的Skyrora)


Skyrora是一家位于爱丁堡的公司,专注于卫星发射。和其他公司雷同,然则Skyrora凭借其立异的燃料方式引起了我们的注重。

Skyrora设法找到了一种方式,能够从塑料废估中斥地燃料,尤其是石油。他们称其为“二十碳烯”,燃烧时发生的气体排放量削减约45%。

Skyrora从塑料废估中提取燃料的过程引起了航天工业的普遍存眷。并且它变得更好,因为据称该工艺可以在创记载的24小时内从1,000公斤的塑料废估中生产600公斤的石油。

Skyrora斥地了这种燃料来为其3.5 kN 3D打印引擎系统Leo供应动力,该系统有望在长度为22米的Skyrora XL火箭中找到本身的用途。3D打印引擎系统还能够用于在火箭达到轨道后对其进行灵活掌握,因为它具有能够从新启动的立异功能。


参考资料

https://all3dp.com/2/3d-printed-rocket-the-latest-advancements/




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