美国宇航局成功测试3D打印火箭涡轮泵

周彤 9年前 (2015-09-06)

也许以后在开展载人飞行任务的时候就无需携带很多巨大的备件了,宇航员在空间站直接3D打印各种设备就可以了。

美国宇航局之前已经测试过3D打印一些简单的火箭组件,例如燃烧室和燃料喷射器。这项技术如果验证可行,会用来打印更复杂的零部件,典型的例子就是3D打印涡轮泵,美国宇航局位于阿拉巴马州的马歇尔太空飞行中心对3D打印的涡轮泵进行了成功测试,这个涡轮泵被描述为有史以来最复杂的3D打印零件。

美国宇航局成功测试3D打印火箭涡轮泵1

这个涡轮泵是由马歇尔太空飞行中心的设计师和外部供应商共同设计的,转速高达每分钟90000转,产生超过2000马力,并能实现满功率每分钟提供1200加仑低温液态氢,美国宇航局指出,这种采用选择性激光熔化的3D打印技术生产的涡轮泵与传统的焊接和装配技术相比,原材料消耗可以减少45%。

进行的15项全功率测试表明,3D打印的涡轮泵可经受35000磅火箭推力的考验。测试在温度为-240摄氏度的情况下燃烧燃料,然后最终温度超过3,315摄氏度。

通过3D打印的方式制造航天器部件会更加经济,在开展载人飞行任务的时候就无需携带很多巨大的备件了。

美国宇航局成功测试3D打印火箭涡轮泵2

这项生产涡轮泵的方法是激光添加剂打印。在此过程中,金属合金的粉末散布在打印机的一个薄层上,然后计算机控制的激光粉末会融合到发动机部件的横截面。机器传输粉末到第二层,重复这样的过程直到该组件完成。多余的粉末会集合到一起在打印过程中作为备用,粉末经过固化、打磨最后完成组装。

美国宇航局称相关引擎设计和测试数据对于美国的致力于未来空间探索的公司是开放的。

美国宇航局成功测试3D打印火箭涡轮泵3

“我们花在设计和测试燃油泵以及喷油器和阀门等部件,还有生产添加剂发动机用了仅仅两年时间”负责涡轮泵系统推进工作的工程师尼克说:“如果我们用传统的制造工艺要花费两倍的时间。使用一个全新的制造技术使得美国宇航局的组件设计和生产迎来新的篇章”。

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