9月17日，3D打印技术参考注意到， SpaceX与 Velo3D签署了新的3D打印技术 许可。 SpaceX将向后者的增材制造技术投资500万美元。 Velo3D以其Sapphire系列金属粉末床熔融3D打印机而闻名，其创新的非接触式铺粉技术对于实现高质量的构建至关重要，尤其是无支撑金属3D打印的实现。 该许可协议是非排他性的，Velo3D可以向其他客户提供同样的金属3D打印技术。需要指出的是，SpaceX在Velo3D成立之初就进行了初始投资，是后者技术的忠实用户，甚至曾有收购这家公司的传闻。埃隆·马斯克在其Raptor发动机中持续使用3D打印技术，并强调SpaceX拥有最先进的金属3D打印能力。 此次合作延续了Velo3D之前为SpaceX提供3D打印机的协议。SpaceX在2024年已经取得了多项重要成就。 6月6日，SpaceX的星舰进行了第四次轨道级飞行试验，成功完成了所有既定任务和目标，包括助推火箭在海面的成功降落以及星舰飞船在印度洋的溅落。 8月，SpaceX首次展示了其第三代猛禽发动机（Raptor 3）。马斯克表示，该发动机大量使用金属增材制造技术，帮助实现大量零件整合、 优化和轻量化。相比于猛禽2，新的猛禽3减轻了约6.5％，推力提高了约22％。 9月，SpaceX成功进行首次商业太空行走，刷新人类近几十年来抵达的最高高度。9月15日，执行“北极星黎明”任务的龙飞船已经成功返回地球。 凭借十多年的经验，SpaceX在采用3D打印技术制造火箭方面表现出了相当的专业知识。随着私营航天业的发展，增材制造已成为一项必不可少的技术。其他企业，如阿里亚娜集团、Relativity Space、Launcher、Skyrora、KARI、Orienspace和NASA也大量投资金属增材制造解决方案，凸显了这项技术在促进火箭发动机开发和生产方面的重要作用。 SpaceX的交易于9月12日宣布，其中还包括300万美元用于“提供某些相关工程和其他支持服务”。根据合同条款，Velo3D收到的资金将部分用于偿还2023年11月产生的2300万美元债务。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击。

作为高附加值产业，航空航天工业一直对先进制造技术的开发和采用具有强大推动力。随着该行业对节能减排、轻量化、可靠性和舒适性的要求越来越高，飞机和火箭制造需要越来越多的高性能材料和新设计。传统的制造工艺已经达到了满足要求的极限。 在航空航天领域，美国多年来一直在引领多种3D打印技术在火箭、航天器等领域的研究与应用。在商业航天方面，SpaceX借助3D打印技术开发的发动机已经引起业内外的轰动；Rocket Lab采用3D打印制造火箭发动机已经在闷声发大财；Relativity Space则开发出了相比传统供应链之外新制造体系。即便是NASA，虽然其在当前航天市场表现不佳，但其在3D打印技术的开发与应用方面却在引领行业。由于所述领域特殊，本文仅展示国外最新技术进展情况。 1. 民营航天——Relativity Space 2023年3月，全球首枚“全3D打印火箭”发射，虽未能进入轨道，但首次向全世界展示了全3D打印的火箭可以承受最恶劣的轨道发射条件。对于增材制造行业以及对3D打印技术的应用来说，它无疑是一个重要的里程碑。 全球首枚“全3D打印火箭”Relativity Space人族1号 该公司采用3D打印技术开发和制造火箭的最大特点是，通过大规模合并零件，极大简化火箭制造环节，缩短加工周期，实现火箭高效制造。通过这种模式，Relativity Space将零件数量从传统的100000个大幅减少到大约1000个，最大限度减少了潜在故障点，能够在60天内打印和组装一枚火箭，而传统火箭通常需要18个月。火箭发射成功，证明了3D打印大规模合并零件制造的安全可行性。 2. 民营航天——SpaceX 2024年8月，SpaceX首次展示了其第三代猛禽发动机（Raptor 3）。马斯克表示，该发动机大量使用金属增材制造技术，帮助实现大量零件整合、优化和轻量化。与上两代相比，Raptor 3极度简化，通过大量集成化制造，从根本上改变了发动机的核心架构。 与Raptor 1相比，单台重量减少555公斤，推力增加51%；以超重助推器33个火箭发动机来计算，重量减少18315公斤，推力增加3135吨！根据资料，在成本方面，单台Raptor 3仅25万美元，相比Raptor 1便宜了近90%。猛禽发动机自2016年推出以来，不到十年时间实现三代更迭，实现了成本的极致压缩，和性能的极致提升。3D打印在复杂结构制造、快速制造方面的优势，无疑发挥了重要作用。 3. 美国官方——NASA 在过去一年，NASA陆续公布多项3D打印技术应用进展。 RAMPT项目进展显著 其“快速分析与制造推进技术”（RAMPT）项目，专注于开发新型合金及大型部件的增材制造技术，项目开始四年过程中，NASA已使用新开发的极端环境合金、大型增材制造工艺和先进的复合材料技术，对3D打印的喷射器、喷嘴和燃烧室硬件进行了500次实验，总计超过16000秒。该项目还已开始为主力RS-25 发动机开发全尺寸版本——专家表示，这可以将其成本降低高达70%，并将制造时间缩短一半。在最近的进展中，NASA利用3D打印的液氧/液氢推力室硬件，在高达每平方英寸1400磅的室压下，成功完成了总计330秒的12次热试车。此外，该项目还开发了复合材料，相较于传统的双金属燃烧室，实现了40%的减重效果。 RAMPT项目专注于开发新型合金及大型部件的增材制造 3D打印全尺寸旋转爆轰火箭发动机 NASA还采用3D打印技术开发了全尺寸的旋转爆轰火箭发动机，并进行了多次实验；此类发动机将用于深空探测，可显著改变未来推进系统的制造方式。 NASA第一台全尺寸3D打印旋转爆轰火箭发动机 3D打印铝合金火箭发动机喷嘴 此外，NASA还采用3D打印技术开发了由新型铝合金制造的火箭喷嘴并成功测试！这种新型合金可以在制造能够承受高结构载荷的轻型火箭部件方面发挥重要作用。 铝合金火箭喷嘴成功测试 开发高性能金属3D打印合金，并推动应用 近年来，NASA开发出了多种高性能3D打印金属合金，如GRCop系列铜合金、GRX-810新型高温合金以及新型变体铝合金A6061-RAM2。NASA一直在推动其本土供应商，如VELO3D、3D Systems等，使用这些新材料开发稳定的制造工艺，拓展技术的应用边缘。另一方面，NASA推出的这些新材料，也成为增材制造行业材料开发商竞相模仿的对象。 集成了NASA多种先进合金的推力室组件 END 航空航天工业作为高附加值产业的代表，正以前所未有的速度推动着先进制造技术的革新与应用。随着节能减排、轻量化、可靠性要求的不断提升，传统制造工艺已难以满足行业发展的需求，而3D打印技术作为增材制造的典范，正逐步成为航空航天领域制造技术升级的关键力量。 从民营航天企业的创新实践到官方机构的深入研发，全球范围内3D打印技术在火箭、发动机等核心部件的制造中展现出巨大潜力，不仅实现了成本的大幅降低和性能的显著提升，还推动了新型材料和设计理念的突破。 我国在这一领域也取得了显著进展，展现出强大的竞争力和创新能力。未来，随着技术的不断成熟和应用场景的持续拓展，3D打印技术将在航空航天工业中发挥更加重要的作用，引领行业向更高水平发展。

近年来，随着3D打印技术的发展与突破，其应用领域正不断被拓宽，尤其是在国家战略性产业航空航天中。7月28日，据央视网报道，江苏太仓抢抓长三角一体化产业发展机遇，通过应用3D打印技术推动航空航天全产业链协同发展，实现了航空航天产业链企业超160家，产值规模超200亿元的突出成绩，努力打造“做航空到太仓”的产业名片。 1 优势突出，火箭85%的零件都可通过3D打印制造 在太仓的一个航空产业园中，产线上生产的大部分产品都和航空航天有关，其中一条产线正在生产火箭发动机中的一个重要组成部分——尾喷管。火箭的生产、组装的流程非常复杂，对工艺的要求非常严格，其中尾喷管是负责把燃烧产生的高温高压气体转化为推力的重要部件。制造尾喷管不仅需考虑火箭的运载效率，同时还要兼顾轻量化需求，严格控制其重量。 来源：央视网 有了3D打印技术的应用，尾喷管的设计和制造就有了更多的想象空间。通过尾喷管的透视图，我们可以看到设计人员对尾喷管内部结构进行了优化和调整，将其变成晶格状结构。正是通过此设计能够在保证其功能和刚度的情况下，尽量地减少用料及减轻重量。设计人员介绍，晶格状结构设计使尾喷管减轻了30%，明显缩短了设计-试验-生产的整个制造周期，更好地满足航天产业的需要。 来源：央视网 设计人员还介绍，3D打印不仅限于尾喷管。在一整艘火箭上，85%的零件都能应用3D打印技术来完成。经过设计人员的巧思，零部件数量正变得越来越少。 2 智能产线解放人力，聚合成链御风起航 在江苏省太仓市一个新建的无人机制造工厂里，3条全新的智能产线正在积极生产中，预计正式投产后年产能可达1万台。该无人机机场形似一朵含苞待放的莲花，随着“花瓣”缓缓开启，无人机平稳起飞。从起落飞行到数据采集回传，全程无需人工操作，可以应用在电力、应急消防等领域的智能巡检。 来源：央视网 面对当今需求激增的低空经济市场，企业交付订单的信心不仅来自智能产线，还有当地航空航天完备的产业链，“链上”的企业不出园区就能达成需求。位于太仓高新区航空产业园的这家企业主要生产小型航空发动机。作为航空全产业链的核心环节，发动机被誉为飞机的“心脏”。目前，企业自主研发了国内首款550公斤推力级涡喷发动机，可为无人机等装备提供动力装置，其中关键零部件的生产就来自距离企业仅100米的合作伙伴。 来源：央视网 上下楼“邻居”共同构建的航空航天上下游产业链正在加速形成。本地供应不仅为企业节约了时间、降低了成本，更重要的是高效、便捷地为客户提供更加贴合市场需求的产品服务。 来源：央视网 近年来，随着长三角一体化高质量发展的步伐逐步加快，太仓还在吸纳和承接长三角地区很多优质的产业和创新资源，很多配套的项目都在加速“上马”。截至目前，太仓航空航天产业链企业超160家，产值规模超200亿元，预计到2025年将突破500亿元。现代化航空航天产业链在太仓已初具形态，成为当地的一张特色产业名片。 注：本文内容来自央视网，增材工业。欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.央视新闻｜3D打印技术助力我国火箭发动机研制达到新水平 2.对比传统SLM，区域金属3D打印——最新技术要点总结！ 3.3D打印1:1精细复刻巴黎奥运会奖牌，为中国首金加冕！ 4.国家重点专项｜支持BJ金属3D打印技术打破应用界限！用于航空航天、能源等领域！

3D打印技术参考注意到，欧洲新一代重型运载火箭阿丽亚娜6型火箭于7月9日成功发射。这枚火箭在研发过程中，不仅获得了EOS公司的支持，还将开展人类首次舱外3D打印实验。 此次任务共发射了11个有效载荷，这些航天器由不同的航天机构（美国宇航局和欧洲航天局 ）、商业公司和大学提供，其中一项任务是Orbital Matter公司的Replicator项目。该任务旨在测试新的3D打印技术在国际空间站“保护环境”之外的——直接真空和微重力下的打印表现。 舱外打印任务的立方体卫星及打印机 到目前为止，多种类型的聚合物3D打印工艺通常需要预热，这在地球环境并不存在问题。空气热对流可以快速带走零件的热量从而使其冷却，而在太空真空环境下，热量的消散依赖于辐射，通过以红外能量的形式辐射出去，过程很慢，可能需要数月时间。据称，新的3D打印工艺可以直接在真空和微重力下工作，且不需要热量，因此建造结构的速度要快得多。 太空体积3D打印已完成 6月8日，由伯克利工程学院博士生泰勒·沃德尔领导的一组研究人员在3D打印技术方面取得了重大进展，该团队研发的先进微重力3D打印机SpaceCAL在维珍银河07号任务中首次成功在太空进行测试。在任务中，SpaceCAL在140秒内自主打印并后处理了四个测试部件，使用的是一种名为PEGDA的液态塑料。 SpaceCAL 微重力3D打印机 SpaceCAL采用了计算轴向光刻（CAL）技术，这是2017年在加州大学伯克利分校开发的一种开创性的3D打印技术。CAL技术利用光线从粘性液体中塑造出固体物体，相比传统3D打印方法，能够实现更快、更复杂的打印。该技术在微重力条件下有效工作的能力为太空探索开辟了新的可能性，如按需制造航天器部件和医疗用品，从而减少了长期任务中对大量备件的需求。    CAL技术的开发是加州大学伯克利分校、劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）和美国宇航局（NASA）共同努力的结果。机械工程副教授海登·泰勒及其团队，包括沃德尔在内，扩大了CAL能够打印的材料范围——从硅橡胶和玻璃复合材料到生物材料。这种多功能性对于航天器维护和机组人员健康都至关重要，使得生产如O型环、机械支架、牙科修复体和甚至皮肤移植物等关键部件成为可能。   太空金属3D打印实验开始 3D打印技术参考注意到，于此前发射的太空金属3D打印机已经完成调试，并于6月24日开始了样件打印工作。演示视频展示了6月24-27日的打印过程，可以看出打印速度相当缓慢。3D打印技术参考此前曾经介绍过，空间站严格限制了打印机的工作过程， 要求每天的打印时间限制为四个小时，打印一个零件需要约40小时。从视频看出，打印过程与地球演示过程非常接近。 太空3D打印技术发展进程 太空3D打印作为一项前沿技术，近年来取得了显著进展，不仅在技术层面实现了突破，还在实际应用中展现出了巨大的潜力。 1. 首次人类太空3D打印 2014年，人类首次将3D打印机发送至太空，在国际空间站成功打印了包括扳手在内的多个工具和零部件。测试验证了3D打印技术在太空微重力环境下的可行性和有效性，为未来的太空制造提供了技术基础。自2014年首次测试以来，太空3D打印技术不断取得新的进展。除了传统的工具和零部件打印外，还开始尝试在太空中打印生物组织、建筑材料等更复杂的物体。 2. 首次太空生物3D打印 2018年，俄罗斯宇航员在国际空间站上利用3D生物打印机打印出了实验鼠的甲状腺，这是人类首次在太空打印出生物器官。这一成就不仅展示了太空生物3D打印的可行性，还为未来在太空打印更复杂的人体器官和组织铺平了道路。 3. 首次太空连续纤维增强复合材料3D打印 中国在2020年5月的长征五号B载人飞船试验船上，成功搭载了自主研发的连续纤维增强复合材料3D打印机，成为全球首个实现此类技术的国家。该技术采用连续纤维束与热塑性聚合物作为原材料，通过自主研发的打印头实现复合浸渍与熔融沉积，实现了复合材料的一体化制备与成形。 4. 首次太空激光金属3D打印 2024年，空客公司制造的金属3D打印机在国际空间站上成功完成了首批液化测试线的沉积，打印出了熔化的“S曲线”，标志着3D打印机调试成功，并开始进行样件打印工作。 5. 首次太空舱外3D打印实验 2024年7月9日，欧空局发射了用于舱外3D打印实验的打印机，以测试新的3D打印技术在国际空间站“保护环境”之外的恶劣太空条件下的表现。新的3D打印工艺可以直接在真空和微重力下工作，且不需要热量，因此建造结构的速度要快得多。舱外3D打印有助于建造太空太阳能发电厂、大型通信天线、用于科学任务的大型望远镜，甚至更大的空间站。 太空3D打印技术的应用有望减少宇航员对地球补给任务的依赖，实现按需打印备件和工具，提高太空任务的效率和可持续性。通过在太空中直接打印零件，可以避免将大量备用零件运送到太空，从而节省发射成本。太空3D打印技术的发展还将为月球和火星等深空探测任务提供关键支持，确保探测任务的安全和成功。 总的来说，太空3D打印技术在技术突破、实际应用和行业影响等方面均取得了显著进展，并展现出了广阔的应用前景和巨大的发展潜力。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.DED金属3D打印：颠覆性的先进材料和先进结构开发技术，打印头有多重要？！ 2.金属3D打印“新势力”！推动国内增材制造行业新一轮发展 3.人类首次太空金属3D打印正式测试！激光送丝增材制造迎来新发展 4.在轨制造！人类首次太空金属3D打印相关看点

作为高附加值产业，航空航天工业一直对先进制造技术的开发和采用具有强大推动力。随着该行业对节能减排、轻量化、可靠性和舒适性的要求越来越高，飞机和火箭制造需要越来越多的高性能材料和新设计。传统的制造工艺已经达到了满足要求的极限。 2023年3月，全球首枚全3D打印火箭发射成功 航空航天工业增材制造市场现状和趋势 增材制造的快速发展为满足这些行业需求提供了可能性，新技术提供了独特的优势和可行性，可以克服几何形状、材料、性能和功能方面的限制。它为制造具有高精度复杂、复合和混合结构提供了前所未有的设计自由，这是传统制造路线无法实现的。增材制造的上述优势在航空、汽车、电子、医疗、军事、建筑等领域的广泛工业领域正在得到应用。 3D打印技术参考查询到the business research company发布的数据报告，航空航天和国防增材制造市场正在以指数级增长，2024年的市场规模将从去年的36.2亿美元增长至44亿美元，复合年增长率 (CAGR) 为 21.5%，到2028年将达到87.6亿美元。快速增长的原因归因于增材制造技术成本的降低、供应链优化、材料的开发、机器自动化及后处理技术的进步。 但数据需要对比参考，每一家市场调研公司的数据通常相差巨大。3D打印技术参考查询到voxelmatters的数据指出，2022年，航空航天领域增材制造总产值为1.6亿美元，全球生产了近190万个（主要是聚合物）零件。其中包括所有原型、工具和最终零件。预计，到2032年，该领域将产生13亿美元的收入，每年生产1700多万个零件。考虑到令人难以置信的减重潜力和推动航空航天所有发展的更可持续的航空发展，预计这将是一个保守的预测——10年预测期的复合年增长率为23.9%。 航空航天工业增材制造2024应用现状 在航空航天领域，美国多年来一直在引领多种3D打印技术在火箭、航天器、民航客机等领域的研究与应用，但国内在此方面已经由追赶发展到差距并不明显的地步。 在航天方面，2023年3月，全球首枚“全3D打印火箭”发射，虽未能进入轨道，但首次向全世界展示了全3D打印的火箭可以承受最恶劣的轨道发射条件。对于增材制造行业以及对3D打印技术的应用来说，它无疑是一个重要的里程碑。 全球首枚“全3D打印火箭”Relativity Space人族1号 国内3D打印龙头企业铂力特已助力东方空间、星际荣耀、蓝箭航天等多家商业航天客户发射、飞行试验取得成功；倍丰智能则为航发制造领域头部客户提供了大量研发服务，并已实现商业化应用；华曙高科在航空航天国家队以及深蓝航天等民营航天系列重要项目中得到批量应用。国家队方面也积极主动布局3D打印技术厂房建设和应用布局。2024年4月，航天六院将我国首个3D打印卫星贮箱用于探月工程，标志着3D打印技术在太空在轨应用方面的进一步发展（公开消息）。 华曙高科3D打印的火箭蜂窝式格栅翼 铂力特协助中国航发涡轮院和西北工业大学研制的中介机匣 我国探月工程实现首次实现3D打印贮箱在轨应用 在航空领域，3D打印技术在减少航空发动机零部件数量、减轻机身重量方面效果显著。2023年，我国自主研发的国产大型客机C919顺利完成首次商业载客飞行，C919飞机中应用了大量3D打印技术制造的零部件。2024年3月，武汉天昱制造出3D打印的飞机起落架主体，其只需用到传统制造工艺的10%的材料，极限载荷达73吨。 西空智造3D打印的燃油喷嘴 2024年3月，3D打印技术参考注意到，GE航空航天公司宣布，今年计划向其全球制造工厂和供应链投资超过6.5亿美元用于提高其生产能力，满足商业和国防客户不断增长的需求。在计划中特别提及到，部分投资将用于增加增材制造（3D打印）机器和工具，以增加军用旋翼机发动机部件以及窄体和宽体商用飞机发动机的产量。GE多年来持续推动3D打印技术在航空发动机的中的应用，实现了燃油喷嘴、热交换器、涡轮叶片等一系列产品的大规模制造和应用，其产品用于LEAP、GE9X、GENX发动机的安装，适用于中国C919、客A320neo、波音737 MAX等机型。 GE9X作为一款巨大的高旁通比涡扇发动机，集成了GE航空集团在过去十年中开发的先进技术，其中包含增材制造的零件304个，首次将多种材料和打印工艺投入到单一航空发动机的生产中，是新一代商用发动机家族中的巅峰之作。基于此，GE航空建立了第一个增材制造技术工业化航空航天供应链。 GE同时在大规模合并零件一体化制造领域引领技术发展，其最新的案例是3D打印了直径1米的In718高温合金航空部件，这是该公司使用金属3D打印工艺制造的尺寸最大航空航天零件之一，通过将150多个零件合并为一个，采用3D打印代替传统铸造，使零件的质量和成本降低了30%。 END 增材制造在航空航天工业中的应用是整个增材制造市场最重要的组成部分。该技术在几何设计和优化自由、功能整合和零件整合、材料利用和能源效率、定制和小批量生产，以及缩短制造周期方面的显著优势，成为当今航空航天工业实现制造技术升级的利器。注：本文内容由3D打印技术参考与增材制造技术前沿共同创作。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.2024 Formnext｜陶瓷增材制造前沿创新应用 2.3D打印技术助力碳化硅陶瓷实现快速轻量一体化制造 3.航空3D打印应用新里程碑：空客A350升力系统部件获批量生产批准 4.2024全球3D打印设备制造商格局，涉及中美欧排名和不同工艺市场比例

火箭发动机是人类工程师创造出的伟大产品，它为探索宇宙和社会进步产生了重大价值。自从其诞生，它的设计主要依赖于工程师的经验、直觉和传统的计算工具，对火箭发动机进行设计和评估。这种方法通常需要进行大量的试错和迭代，设计过程较为繁琐且耗时。同时，人工设计受到工程师个人经验和知识水平的限制，可能无法全面考虑各种因素，导致设计结果存在不确定性。 传统工程师设计和3D打印的火箭发动机 计算工程设计是火箭发动机的新型设计方法，充分利用了计算机和数学方法，通过建立精确的数学模型和强大的计算能力，对火箭发动机进行模拟、分析和优化。这种方法能够准确预测火箭发动机的性能和表现，并找出潜在的问题和改进方案。计算工程设计大大提高了设计的效率和准确性，降低了设计成本，并且能够通过自动化和智能化手段，快速响应设计需求的变化。 由计算工程自动化生成和3D打印的火箭发动机 3D打印技术参考注意到，致力于利用软件算法设计下一代复杂实体产品的LEAP 71公司，于近日实现了重大突破！其使用计算工程完全自动生成（完全没有用到传统CAD）和借助3D打印制造的火箭发动机，第一次测试就取得了成功，证明了这种方法的有效性。 首次实现火箭推进器无人化设计和制造 LEAP 71的大型计算工程模型Noyron用于生成火箭发动机设计，这是首次实现完全通过自动化流程生成的可运行火箭推进器。在整个过程中，没有人工的直接参与或干预，显示了技术的先进性和高效性。在确定推进剂类型和其他基本规格后，到最终制造出推进器，整个过程耗时不到两周，这表明了制造流程的迅速和高效。在普通的计算机上，生成新的设计变体只需要不到15分钟。这种快速的设计迭代能力可以大大加速产品的研发和优化过程。 推进器由德国领先的金属3D打印公司AMCM使用改装后的EOS M400金属打印机以铜材料打印出来，显示了3D打印技术在火箭制造领域的应用潜力和实际成效。 选择铜作为打印材料，是因为它具有较高的传热效率，发动机工作过程中进行主动冷却，以确保实现紧凑且高性能的发动机设计。但铜的低熔点也带来了一定的风险，如果冷却系统发生故障，铜材料会立即熔化，这可能对推进器的性能和安全性产生影响。因此，冷却系统的可靠性和稳定性至关重要。 发动机使用环绕发动机外壳的薄型冷却通道进行冷却。这些通道具有可变的横截面，范围从0.8mm到1.2mm。煤油通过这些通道被加压，以冷却发动机并防止其熔化。由于主动冷却，发动机内部的燃烧温度虽然高达约3000°C，但发动机表面温度则远低于200°C。 推进剂通过同轴旋流喷射器头注入发动机。这种喷射器类型被认为是目前最先进的。此外，通过在燃烧室壁附近的小孔中注入煤油燃料，实现了燃烧室内额外的薄膜冷却。发动机配备了多个用于热和压力数据的测量端口，这些端口使得信息能够反馈到Noyron计算模型中，从而进行进一步的分析和优化。 简而言之，该火箭发动机通过先进的冷却系统和推进剂注入技术，确保了发动机在极端条件下的稳定运行，并通过数据收集机制为未来的设计和优化提供了有力支持。 首次测试即成功 “我们对结果非常满意，”LEAP71的联合创始人Lin Kayser表示，“发动机首次运行就毫无瑕疵，包括长时间稳定运行，验证了稳态性能。燃烧时间仅受限于可用的燃料量，持续了12秒。英国Airborne Engineering Ltd的团队出色地执行了测试任务。” 此次热试车于2024年6月14日星期五在英国韦斯特科特（Wescott）的Airborne Engineering测试场进行。发动机首先以1.8的氧化剂与燃料比（低于标称的2.3）进行了3.5秒的热试车。通过使用较少的氧化剂，发动机的燃烧温度略低。在确认发动机性能正常且所有温度都在预期范围内后，发动机在标称的2.3氧化剂与燃料比下进行了完整的12秒长时间燃烧测试。发动机的表现符合预期，达到了稳态，这意味着它基本上可以按需运行，燃烧时间仅受限于测试现场的燃料供应。  该发动机第二天在谢菲尔德大学被拆解，经过仔细检查确认没有损坏。推进器将留在英国进行未来的测试。对数据的初步分析表明，冷却通道的压力降（即阻力）高于模型预测，这是由于3D打印的粗糙度造成的。LEAP 71将对现有发动机进行后期平滑处理，并修改Noyron以输出略有不同的冷却通道几何形状，以供未来的发动机使用。 计算工程设计与3D打印技术的结合 采用计算工程设计与3D打印技术的结合，在火箭发动机的设计与制造中能够带来显著的价值。首先，计算工程设计通过精确的数学模型和强大的计算能力，为火箭发动机提供了高效、准确的设计方案，确保了发动机的性能和可靠性。而3D打印技术则能够直接根据这些设计方案快速、低成本地制造出复杂的火箭部件，大幅缩短了制造周期，降低了成本。 总的来说，两种创新技术的结合，为火箭发动机的设计与制造带来了性能优化、成本降低、制造效率提升和创新推动等多重价值，是航天科技领域的重要发展方向。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.金属3D打印仿真优化，减少支撑、防止打印失败，试试这款国产软件 2.3D打印技术助力碳化硅陶瓷实现快速轻量一体化制造 3.航空3D打印应用新里程碑：空客A350升力系统部件获批量生产批准 4.吕坚院士、毛新平院士等团队3D打印迄今最强铝合金！屈服强度达656MPa！  

3D打印技术参考于近日注意到，NASA马歇尔空间飞行中心与致力于推进和航空航天金属增材制造技术开发和应用的QUADRUS公司合作，采用SLM 3D打印工艺开发了一款双金属结构旋转爆震火箭发动机喷射器，并计划于今年夏季开展高温测试。 这在航空航天推进技术领域被认为取得了行业首创突破。旋转爆震发动机喷射器由于旋转爆震波产生的高热而面临重大挑战。 新的先进应用有哪些特点 2023年12月22日，NASA马歇尔太空飞行中心成功测试了3D打印的旋转爆震火箭发动机，测试持续251秒，产生超过5800磅（28000N）的推力。这一成功测试，获得了广泛报道，被形容为重大突破。 该类型发动机的进一步研发是为了应对热管理的挑战，研发团队开发了一种创新解决方案，结合了两种不同金属材料的特性： 采用高导热的GRCop-42铜合金来制造喷射器面板，其特性确保了在高热环境下，喷射器面板能够维持相对较低的温度，从而延长喷射器的使用寿命和可靠性。 采用具有高强度、耐氧化的镍基超合金Monel K500来制造歧管，允许歧管在保持结构完整性的同时，壁厚更小，这不仅减轻了整体重量，还提高了火箭发动机的性能和效率。 通过结合GRCop-42和Monel K500两种材料，QUADRUS公司成功创造了一种双金属一体结构。这种结构充分利用了两种材料的优势，既保证了喷射器的有效冷却，又实现了歧管的轻量化设计。这种优化的热管理策略确保了旋转爆震发动机喷射器在高温环境下的稳定运行。 面临的制造挑战有哪些 3D打印技术是目前制造双金属结构的重要手段，但制造如此精密的结构，SLM技术无疑具有最佳的制造精度、力学性能、表面质量以及复杂结构制造能力。但通过该技术制造双材料，却仍然面临一些技术挑战： 精确几何对齐：在制造双金属一体结构时，需要确保两种材料之间的精确几何对齐。根据报道，制造部门通过先进的制造技术和严格的质量控制流程，成功实现了这一目标。 材料交叉污染风险：在制造过程中，需要避免不同材料之间的交叉污染。通过严格的材料管理流程和清洁控制策略，有效降低了这一风险。 高强度双金属结合：为了实现双金属结构的高强度结合，需要优化材料连接区的工艺。 Aerosint3D打印多金属零件 通过采用双金属一体结构、优化热管理策略和克服技术挑战，双方成功开发了一种适用于旋转爆震发动机喷射器的创新解决方案。这种解决方案不仅提高了喷射器的性能和可靠性，还为未来的火箭发动机设计提供了新的思路和方法。 体现多重重要价值 在该应用中，可以体现出3D打印技术的多重应用价值：以一体化和轻量化制造为基础，推动实现了更高的耐热性能，提高了火箭发动机的性能，从而体现出结构、功能一体化的价值。 双金属一体结构通过优化材料的组合和布局，GRCop-42铜合金的高蠕变性能和高温强度，以及Monel K500镍基超合金的耐氧化和高温强度，实现了在高温环境下的稳定工作。双金属结构在保持性能的同时，还能显著减轻火箭发动机的重量，提高整体性能。 NASA于此前采用SLM工艺打印的双材料喷射器 双金属一体结构的成功制造是增材制造技术的重要突破，展示了在材料科学、制造工艺和工程设计方面的创新能力。这种结构的成功研发和应用将推动火箭发动机技术的进一步发展，为未来的载人航天、深空探测和军事应用提供更加强大和可靠的动力支持。 然而需要特别指出的是，多材料SLM工艺随取得了很大进步，但距离稳定高效批量生产组件仍有很大距离。此类工程化应用的案例仍然相当少，但以相对并不高的代价制造出创新的结构，以推动产品的发展，却意义重大。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.首席工程师分享经验！NASA借助3D打印实现下一代火箭发动机重大突破 2.使用多工艺融合开发3D打印多材料梯度合金 3.基于SLM粉末床熔融的多材料3D打印送粉方式介绍 4.SLM-可进行多金属3D打印的材料体系，制造潜力、难点与要点

通用电气将于今年4月完成分拆，原GE Aviation（GE航空）已更名为GE Aerospace（GE航空航天）。3月14日，3D打印技术参考注意到，GE航空航天公司宣布，今年计划向其全球制造工厂和供应链投资超过6.5亿美元用于提高其生产能力，满足商业和国防客户不断增长的需求。 其中，美国14个州的22个本土生产工厂将获得近4.5亿美元；部分国际基地将获得1亿美元；另外1亿美元将投资于其美国供应商，以帮助确保该公司的国内供应链。 作为美国本土投资的一部分，1.07亿美元专门用于该公司位于辛辛那提的工厂，以扩大商用和军用飞机发动机的生产规模。特别是，这些资金将用于购买新的3D打印机、工具和其他设备，并升级发动机测试设施。GE航空航天公司位于阿拉巴马州奥本工厂的3D打印能力也将得到扩展，该工厂将获得5400万美元的资金。 在此之前，GE航空航天公司去年也进行了类似投资，投资3.35亿美元以改善其在美国各地工厂的装配、产能提高和基础设施安全。GE航空航天公司是3D打印技术的长期采用者。根据欧洲专利局（EPO）的数据，GE在2001年至2020年间提交的3D打印相关专利数量是所有公司中最多的。 该公司的每台LEAP发动机都包括19个3D打印燃油喷嘴。据报道，发动机的燃油效率相比与CFM56发动机提高了15%。实现这种效率的关键是减轻重量，GE具有里程碑意义的3D打印燃油喷嘴头比传统制造的同类产品轻25%，耐用五倍。LEAP喷嘴还具有复杂的几何形状，可在喷气燃料进入燃烧室之前对其进行预混合，从而进一步提高发动机效率。自2016年投入使用以来，已生产了数十万个喷嘴，这是航空航天领域大批量3D打印的一个重要里程碑。这款发动机为空客A320neo、波音737 MAX和中国商飞C919提供动力。 GE Aerospace自2013年以来一直在开发和测试其GE9X发动机，该发动机专为波音777X喷气式飞机设计。2019 年，GE公司宣布每台GE9X发动机均采用了300个3D打印部件，这些部件组合在一起形成七个多部件，如3D打印的燃料喷嘴、温度传感器、燃料混合器、热交换器、颗粒分离器以及低压涡轮叶片。据GE介绍，3D打印使GE9X发动机的燃油效率比GE90提高了10%。 在GE航空航天公司，增材制造被大量用来制造具有传统制造方法无法实现的几何形状的零件，用于推动航空航天制造的未来。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.GE即将推出Point Melt电子束3D打印新技术，称将改变游戏规则 2.GRX-810新超级合金3D打印火箭发动机成功测试，NASA公布多个新材料使用要点 3.在轨制造！人类首次太空金属3D打印相关看点 4.镁合金粉末3D打印易爆、易挥发，电弧增材另具优势

2024年1月30日，首台前往国际空间站的金属3D打印机搭乘SpaceX 猎鹰9号火箭成功进入太空。该打印机专为微重力环境而开发，宇航员将在哥伦布欧洲科学舱上进行3D打印测试，从而为未来太空制造积累经验。 过去的十年间，太空3D打印经历了快速发展。2014年，第一台于塑料3D打印机进入空间站，宇航员已经用它们来更换或修复塑料部件。但金属3D打印将带来新的在轨制造能力，包括生产比塑料产品更高强度的承重结构部件。宇航员将能够直接制造扳手或安装接口等工具。3D打印的灵活性和快速可用性将极大提高宇航员的自主能力。 3D打印机将安装于哥伦布欧洲科学舱 在未来几十年内，后勤限制将在未来的月球和火星站上加剧。尽管原材料仍需要发射，但在轨3D打印零件仍然比将其整个运输到最终目的地更有效。 太空金属3D打印的挑战 虽然3D‍打印工艺在地球上已经被掌握，但在太空打印金属却面临着一系列技术挑战。 第一个是安装空间。在‍地球上，当前的金属3 打印机安装在至少10平方米的实验室中，为了创建国际空间站的原型，研究人员必须将3D打印机缩小到洗衣机的大小。将装备小型化，以便安装在国际空间站实验室的打印机架内。 第二个挑战是安全性。为保护空间站免受激光及其产生的热量造成的恶劣打印环境影响，打印机须安装于一个密封的金属盒中，如同一个保险箱。与此工艺兼容的金属合金的熔点可能远远超过1200°C（塑料的熔点约为 200°C），因此需要对热量严格控制。此外，无论是塑料还是金属，发出的烟雾都必须通过过滤器处理并在机器内部处理，以免污染空间站内的空气。安全和污染不仅是空间站管理的关键因素，也是未来在月球获火星上使用的关键驱动因素。 第三个挑战是微重力环境。当前，金属3D打印工艺种类繁多，粉末床激光3D打印是精度最高且制造质量最佳的工艺类型。但在微重力环境下，粉末难以铺设均匀。丝材打印相对来说不受重力影响，因此成为备选工艺类型。 太空制造新篇章 此次向国际空间站发送金属3D打印机的项目被称为Metal3D ，由欧空局（ESA ）领导，多个工业和学术合作伙伴共同协作。空客公司、意大利航空航天公司Highftech Engineering、法国金属3D打印领导者AddUp以及克兰菲尔德大学是该项目的主要贡献者。每个合作伙伴在打印机的开发和实施过程中都发挥了关键作用。 送往国际空间站的第一台金属3D打印机规格 空客防务和航天团队负责管理该项目，负责集成打印机的组件和电源，并确保其与太空环境的兼容性。Highftech Engineering承担制造机器外壳并集成其流体管理系统。与此同时，AddUp在创建打印机的内部结构和机制方面发挥了重要作用，包括控制打印机的 PLC（可编程逻辑控制器）以及与地面控制通信的接口。 送往国际空间站的第一台金属3D打印机 克兰菲尔德大学的学者参与了打印机熔化工艺和硬件的设计，以及激光源、传输光学器件、原料存储和进料系统。制造专家需要考虑避免传热等风险因素，另一个挑战是电力可用性低，这需要高效的工艺来熔化金属。该校焊接和增材制造中心激光加工和增材制造高级讲师 Wojciech Suder 博士领导了打印机的设计。其表示，“我们之前测量过重力对太空液体的影响，但是由于涉及高温，用液态金属打印组件还未进行过实验。因此，我们的任务是设计一种热中性打印机，并且也不能向空间站发出热量或辐射。这意味着除了完全自主之外，它还必须满足许多要求。” 将要在太空进行熔丝3D打印 科学家们相信，未来在国际空间站将能够使用3D打印制造金属零件，允许快速更换组件或制造新组件，从而降低发射成本，并允许应急维修，当前的发送形式则过于昂贵。 开展微重力金属3D打印研究 这台3D打印机像一个金属盒子，重180公斤，被分成几个部分运输，之后由宇航员在空间站重新组装。打印机的操作将在地球上进行远程控制，从而无需宇航员直接监督即可进行自主打印。 由高功率激光器驱动的金属3D打印机以前从未在太空环境中进行过测试，科学家们将检查这次测试的数据，以了解微重力环境对工艺和零件性能的影响。为了评估金属3D打印机在太空中的性能，将打印四种不同的形状，并与在地球上制作的相同参考打印件进行比较。这些测试旨在了解太空环境如何影响打印过程。由于国际空间站的噪音规定，每天的打印时间限制为四个小时。 将要在太空进行3D打印的金属样品 关键要素 打印机尺寸：80 x 70 x 40 厘米 打印部件尺寸：9 x 5 厘米 使用原材料：不锈钢丝 用途：修理或制造工具、安装接口和机械零件 空间打印零件数量：4个样本 打印一个零件所需时间：约40小时 太空3D打印速度将非常慢 打印完成后，这些零件将返回地球进行详细分析，包括进行机械强度、弯曲测试以及微观结构分析，并与地球制造的样本进行比较。其中一份样本将送往德国的欧洲宇航员中心，两份样本将送往欧空局的欧洲空间研究和技术中心，最后一份样本将送往丹麦技术大学进行热性能研究。 END 将这些3D打印实验纳入即将到来的任务，延续了过去几年势头强劲的趋势。微重力下的 3D 打印具有许多优势，包括按需生产必要的工具和组件，以及减少对来自地球的大量货物运输的需求。由于需要能源和材料，太空中的金属3D打印极具挑战性，但这种创新概念可能会对人类维护航天器的能力产生巨大影响。 空间站上的金属3D打印将帮助科学家了解轨道上的打印是否会影响质量，这一开创性的技术示范项目不仅支持未来的月球和火星探索，而且标志着朝着可持续太空活动迈出的重要一步，包括太空结构的现场制造、修复和潜在回收。此次任务的成功可以为太空中更复杂的金属结构制造铺平道路，这是深空探索的关键资产。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.回顾：我国首次在轨太空3D打印 2.国际空间站开展3D打印晶格结构微重力实验 3.NASA投入新资金启动25项太空探索3D打印项目 4.年后第一大展！AM CHINA增材技术/粉末冶金/先进陶瓷，要对比着看！

2024年2月３日，智星二号A星（济高科创号）搭载中国长征火箭有限公司的捷龙三号遥三运载火箭在广东阳江附近海域点火升空，卫星顺利进入预定轨道，太阳翼和二维扫描雷达相控阵天线顺利在轨展开，卫星建立对日姿态，发射任务取得圆满成功。智星二号A星的成功入轨，标志着智星空间具备了200公斤及以上级别整星研制能力，以及X波段SAR载荷的总体设计能力，成为国内第一家具备卫星与雷达载荷一体化设计的商业航天公司。 智星二号A星（SmartSat-X1星）是智星空间自主研发的、采用星载一体化设计的合成孔径雷达（SAR）卫星。该设计采用平板构型设计，适合未来的一箭多星串联发射，因此对零部件的轻量化及小批量快速制造有着较高的需求。金属3D打印技术在加工商业航天大尺寸、复杂结构零部件时具有先天优势，并可以在保证零件质量性能的同时实现零件的批量生产，帮助客户降本增效。 铂力特为智星空间打印了1件卫星星体结构和3件阵面板结构。其中阵面板结构外形尺寸为1300mm×980mm×20mm，星体结构外形尺寸为1300mm×1126mm×335mm，是目前国内在轨应用的最大3D打印卫星结构。星体结构和阵面板均采用AlSi10Mg材料，为大尺寸蒙皮点阵结构，蒙皮厚度和点阵丝径设计仅0.5mm。铂力特产品团队充分分析了零件的特点及使用工况，通过工艺攻关，解决了大尺寸面板类蒙皮点阵结构零件变形的难题。同时用两台铂力特BLT-S1000设备并行打印，保证了项目进度，助力智星二号A星成功发射，后续将持续开展在轨测试工作。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.又一大型增材展！2024 AM China 3D打印展五展联动 2.2024年13份重要的增材制造科研期刊 3.2024 TCT亚洲展预约参观通道正式开启！ 4.第六届SAMA增材制造大会暨联泰科技分论坛流程公示