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　　2015年4月21日?qǐng)?bào)道，NASA工程人員正通過3D打印首個(gè)全尺寸銅合金火箭發(fā)動(dòng)機(jī)零件，來節(jié)約成本。
　　NASA空間技術(shù)任務(wù)部負(fù)責(zé)人表示，采用增材制造技術(shù)建造首個(gè)全尺寸銅合金火箭發(fā)動(dòng)機(jī)零件是航空航天3D打印的里程碑。增材制造技術(shù)是有助于NASA繼續(xù)探月行動(dòng)，甚至維持火星探測(cè)人員生存的眾多技術(shù)之一。
　　發(fā)動(dòng)機(jī)是由大量不同材料制成的復(fù)雜零件組裝而成，其提供的推力為火箭提供動(dòng)力。增材制造具有降低火箭零件制造時(shí)間和成本的潛能，如火箭燃燒室銅合金內(nèi)襯，在火箭燃燒室內(nèi)超冷推進(jìn)劑被混合并加熱到將火箭送到太空所需的極端溫度。
　　在紙一樣厚的銅合金內(nèi)襯壁里面，溫度激增到2760℃，通過氣體循環(huán)，將內(nèi)襯壁外面的溫度冷卻到絕對(duì)零度以上100℃以下，來防止熔化，銅合金內(nèi)襯是專為實(shí)現(xiàn)這一目的而制造。為了使氣體循環(huán)，在燃燒室內(nèi)襯內(nèi)、外壁之間建造了200多條復(fù)雜通道。這種具有復(fù)雜內(nèi)部幾何特征的小通道對(duì)NASA增材制造團(tuán)隊(duì)帶來挑戰(zhàn)。
　　馬歇爾太空飛行中心材料與加工實(shí)驗(yàn)室采用其選擇性激光熔融設(shè)備融合了8255層銅合金粉末，在10天零18小時(shí)的時(shí)間內(nèi)制造了燃燒室內(nèi)襯。在制造燃燒室內(nèi)襯之前，材料工程師建造了幾個(gè)其他試驗(yàn)件，對(duì)材料進(jìn)行了表征，且設(shè)計(jì)創(chuàng)造了銅合金增材制造工藝。
　　銅合金具有極好的導(dǎo)熱性，這也是銅合金作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室及其他零件內(nèi)襯理想材料的原因。然而，這種屬性卻為銅合金增材制造帶來挑戰(zhàn)，因?yàn)榧す夂茈y連續(xù)熔化銅合金粉末。
　　目前，僅有少量銅合金火箭零件的可采用增材制造技術(shù)來制造。因此，NASA正在通過3D打印一個(gè)火箭零件來開辟技術(shù)新天地，這一組件必須經(jīng)受極端高溫和低溫，且具有復(fù)雜的冷卻通道，該通道是建造在內(nèi)壁厚度為鉛筆斑痕的外部上的。該零件是由NASA格倫研究中心的材料科學(xué)家創(chuàng)造的GRCo-84銅合金建造而成。格倫研究中心廣泛的材料表征有助于驗(yàn)證3D打印的工藝參數(shù)，確保建造質(zhì)量。格倫研究中心將開發(fā)材料機(jī)械性能的廣泛數(shù)據(jù)庫，用于指導(dǎo)未來的3D打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)。為了提高美國工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，美國制造商將可使用由馬歇爾飛行中心管理的NASA材料和加工信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。
　　該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人稱，其目標(biāo)是將火箭發(fā)動(dòng)機(jī)零件的建造速度提高10倍，成本降低50%以上。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)不僅僅是試著制造和測(cè)試一個(gè)零件，而是正在開發(fā)一種可重復(fù)的工藝，使工業(yè)界可采用該工藝制造具有先進(jìn)設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)零件。最終目標(biāo)是提高火箭發(fā)動(dòng)機(jī)建造的經(jīng)濟(jì)可承受性。
　　制造銅合金發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)襯僅僅是低成本火箭上面級(jí)推進(jìn)項(xiàng)目的第一步，該項(xiàng)目由NASA空間技術(shù)任務(wù)部的顛覆性開發(fā)計(jì)劃資助。NASA的顛覆性計(jì)劃資助那些將變革未來太空活動(dòng)的技術(shù)開發(fā)，包括NASA的探月計(jì)劃。對(duì)于工程人員而言，項(xiàng)目的下一步是將銅合金內(nèi)襯運(yùn)送到NASA的蘭利研究中心，采用電子束自由成形在銅合金內(nèi)襯外部直接沉積鎳合金結(jié)構(gòu)外殼。之后，預(yù)計(jì)于今年夏季在馬歇爾飛行中心進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)部件的熱點(diǎn)火測(cè)試，以確定在模擬的極端溫度和壓力條件下，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況。