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軍工航天新聞

3D打印助力美國首個下一代AR1發動機完成建造

星之球科技 來源:3DScienceValley2021-01-18 我要評論(0 )   

根據3D科學穀的市場了解,AR1是一款50萬(wan) 磅推力級的液氧/煤油發動機,美國希望用它來替代俄羅斯的RD-180發動機。根據CNBC2021年1月13日消息,Aerojet Rocketdyne完成了AR...

根據3D科學穀的市場了解,AR1是一款50萬(wan) 磅推力級的液氧/煤油發動機,美國希望用它來替代俄羅斯的RD-180發動機。

根據CNBC2021年1月13日消息,Aerojet Rocketdyne完成了AR1的建造,點火測試計劃於(yu) 2022年啟動。而根據3D科學穀的市場了解,Aerojet Rocketdyne於(yu) 2015年就成功完成了對其AR1增壓發動機關(guan) 鍵部件的熱點火測試。

下一代火箭發動機的激烈競爭(zheng) 角逐

當傳(chuan) 統製造技術無法滿足要求時,3D打印技術為(wei) 其開辟了一條全新的道路。金屬3D打印技術以其能夠快速製備具有高材料性能、異形結構、結構一體(ti) 化整體(ti) 特性的零部件特點,開啟了下一代產(chan) 品的創新途徑。

關(guan) 於(yu) 3D打印在航天發動機方麵的應用,在3D科學穀發布過的《3D打印與(yu) 航天白皮書(shu) 》中重點介紹了3D打印可以將原本通過多個(ge) 構件組合的零件進行一體(ti) 化打印,這樣不僅(jin) 實現了零件的整體(ti) 化結構,避免了原始多個(ge) 零件組合時存在的連接結構(法蘭(lan) 、焊縫等),也可以幫助設計者突破束縛實現功能最優(you) 化設計。一體(ti) 化結構的實現除了帶來輕量化的優(you) 勢,減少組裝的需求也為(wei) 企業(ye) 提升生產(chan) 效益打開了可行性空間。

AR1發動機

Aerojet Rocketdyne在過去二十多年中投入了大量時間和資源開發3D打印/增材製造應用,以滿足火箭發動機和防禦係統應用的嚴(yan) 格要求。根據3D科學穀的市場研究,近年來,Aerojet Rocketdyne在開發該技術方麵取得了多項成功,產(chan) 品範圍廣泛,包括部件原型,以及進行點火試驗的完全由3D打印技術製造的發動機和推進係統。

3D打印噴射器技術

根據3D科學穀的深入了解,2015年NASA和Aerojet Rocketdyne公司就完成了對其火箭AR1增壓發動機噴油嘴的測試,目的是為(wei) 了評估各種主要噴油部件的設計和製造方法。噴射器是用選區激光熔化金屬3D打印技術製造的。測試在超過2000 psi的壓力下進行,在當時這是火箭發動機應用中一個(ge) 3D打印部件的最高壓力熱點火測試。測試結果表明僅(jin) 在主噴射器一項,3D打印就把零部件的交貨時間減少了近9個(ge) 月,並降低了70%的成本。

3D打印銅合金

根據3D科學穀的深入了解,Aerojet Rocketdyne在3D打印的銅合金推力室部件方麵具備一定的開發經驗,相比傳(chuan) 統的製造工藝,選區激光熔化3D打印技術為(wei) 推力室的設計帶來了更高的自由度,使設計師可以嚐試具有更高熱傳(chuan) 導能力的先進結構。而增強的熱傳(chuan) 導能力使得火箭發動機的設計更加緊湊和輕量化,這正是火箭發射技術所需要的。

通過選區激光熔化 3D打印技術製造優(you) 化升級的推力室部件,Aerojet Rocketdyne的銅合金推力室製造周期為(wei) 1個(ge) 月,比以往的製造周期縮短了數月。由於(yu) 根據3D打印技術的特點進行了設計改進,Aerojet Rocketdyne 降低了製造過程的複雜性,並且獲得了更低的製造成本。

競爭(zheng) 目前失利於(yu) BE-4

根據3D科學穀的深度市場了解,AR-1目前在贏得市場訂單方麵失利於(yu) Blue Origin的BE-4發動機。而Blue Origin采用3D打印技術來打印BE-4火箭發動機的殼體(ti) 、渦輪、噴嘴、轉子。BE-4是以液化天然氣為(wei) 燃料的新一代火箭發動機。BE-4除了主泵提供的推力,還通過幾個(ge) “升壓”渦輪泵,混合液態氧和天然氣從(cong) 而提供500000磅的推力。可以說3D打印在Blue Origin的發動機的生產(chan) 中發揮了關(guan) 鍵作用,更令人大開眼界。

Blue Origin的Ox Boost Pump增壓泵(OBP)設計利用增材製造技術製造出許多關(guan) 鍵部件,從(cong) 單一的3D打印鋁件,到鎳合金液壓渦輪。更多信息請參考3D科學穀發布的《3D打印與(yu) 航天製造業(ye) 白皮書(shu) 》《3D打印高溫合金白皮書(shu) 》《3D打印與(yu) 航空發動機白皮書(shu) 》。

l AMPOWER與(yu) 3D科學穀正在合作麵向全球歐洲、美洲、亞(ya) 洲市場發布的2020年全球增材製造研發市場報告,歡迎中國企業(ye) 積極參於(yu) 有關(guan) 3D打印領域設備、軟件、材料的研發市場調查,敬請掃碼參與(yu) 調研。


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