近日,歐洲航天局(ESA)宣布,該機構在現實、苛刻的條件下對3D打印的鉑合金火箭燃燒室及其噴嘴的測試成功通過,而該部件的開發商空中客車防務與(yu) 空間(Airbus Defence & Space)公司在德國Lampoldshausen製造了這些原型推進器。
這次構建和測試是歐洲航天局對外宣稱的一項先進衛星推力室增材製造技術(AMTAC)項目的一部分。據了解,這次的點火測試持續了一個(ge) 多小時,經過了618個(ge) 完整的點火周期。
該項目點火測試經理Steffen Beyer博士稱,整個(ge) 測試包括32分鍾的連續燃燒。Beyer說,在此測試期間,最高溫度曾經達到了1253℃,這證明了3D打印的燃燒室和噴嘴在性能上與(yu) 常規製造的推進器不相上下。“這是一項世界第一。”他說。
這種燃燒室主要用在10 N肼推進器上,它是用一種鉑-銠合金材料3D打印的。據代表歐洲航天局監督該項目的Laurent Pambaguian稱,該項目也是對於(yu) 3D打印作為(wei) 一種製造方法所具備的效率的測試。
“這樣做的目的也是為(wei) 了測試這種能夠降低材料成本的製造方式。”Pambaguian說,“一開始我們(men) 並不敢肯定它一定就能做到,我們(men) 甚至不知道使用的金屬粉末質量是否合適。在生產(chan) 上,我們(men) 結束了激光機一般隻用於(yu) 首飾製造的曆史,這是目前使用此種金屬材料的最先進工業(ye) 級技術。”
Beyer博士說,材料成本的節約也在該計劃的考慮之中。
“考慮到目前鉑的價(jia) 格大約為(wei) 每克40歐元,3D打印能夠帶來的節約相當可觀。”他解釋說。“我們(men) 每年生產(chan) 150-200個(ge) 此類的推進器,以滿足不同的客戶。3D打印應該會(hui) 實現更短的生產(chan) 周期和更具彈性的生產(chan) 流程,比如按需製造。”
這種用來製造燃燒室和噴嘴的鉑銠合金粉末是由Heraeus提供的,並由Nanoval進行了霧化。構建該裝置的增材製造過程是由Fraunhofer激光技術、機床和成形技術研究所負責監督的。
“我們(men) 在第一階段使用鉑-銠合金是因為(wei) 在增材製造技術中鉑合金的應用最為(wei) 成熟。在下一階段,我們(men) 將嚐試使用新的合金——鉑-銥進行打印,它具有性能優(you) 勢。”Bayer博士說。“這種合金如果使用傳(chuan) 統的鑄造和鍛造技術不容易被製造,所以打印是讓其在太空中得到應用的唯一方式。”
燃燒室和噴嘴組合的製造和測試是長期運行的一項電信係統高級研究(ARTES)計劃的一部分,該計劃是由歐洲航天局監督的。
歐洲航天局材料技術部的負責人Tommaso Ghidini說,根據計劃他們(men) 將逐漸轉向使用包括鉻鎳鐵合金和銅在內(nei) 的材料,因為(wei) 這些材料可以製造更大的體(ti) 積。Ghidini說,該機構的這些計劃是與(yu) 行業(ye) 合作夥(huo) 伴和歐洲航天局成員國共同製定的,它的目的將3D打印的部件用於(yu) 太空領域的日常應用。他說,這個(ge) 過程包括各種資格認證和驗證過程。
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