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NASA 成功测试双金属火箭点火器首个3D混合打印技术产品

2018年07月04日 3D打印 暂无评论 阅读 169 次
摘要:

NASA 成功测试双金属火箭点火器首个3D混合打印技术产品,NASA测试首个3D打印双金属火箭点火器,该项目特别研发了3D混合打印系统该项目的点火器经过30次低压耐火测试。

NASA测试首个3D打印双金属火箭点火器 该项目特别研发了3D混合打印系统该项目的点火器经过30次低压耐火测试9月18日,NASA 在其官网发布消息,他们成功测试了首个用3D打印制成的双金属火箭发动机点火器。此点火器的研发团队来自NASA的马歇尔太空飞行中心,该中心成立于1960年7月,以著名将军乔治·卡特莱特·马歇尔的名字来命名,位于阿拉巴马州的亨茨维尔。在上世纪的40年代,马歇尔中心就开始了火箭和人造卫星的研究。二战结束后,来自世界各地的火箭专家就被安排在该中心工作,它也是NASA最早的根据地。目前,马歇尔中心主要负责开发新的太空火箭,包括前沿推进力等技术的研究,以及训练人员等工作。NASA 成功测试双金属火箭点火器首个3D混合打印技术产品 3D打印 第1张据研究团队介绍,此次选择的两种合金是铜合金和铬镍铁合金,而利用3D混合打印技术制成的是火箭发动机点火装置的关键组件,如果该组件通过后续测试并成功量产,将使未来的火箭发动机成本降低三分之一,制造时间减少50%。目前火箭发动机点火装置由一种名为钎焊的工艺制成,该工艺采用比母材熔点低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热到合适的温度,再利用液态钎料润湿母材,进而实现连接焊件的方法。此方法主要用于制造精密仪表、电气零部件、异种金属构件以及复杂薄板结构。对于制造火箭发动机的点火装置来说,钎焊过于复杂和昂贵,整个过程步骤很繁复,而且要分四次才能完成点火器的制造。NASA 成功测试双金属火箭点火器首个3D混合打印技术产品 3D打印 第2张马歇尔中心材料事业部高级制造总监 Majid Babai 表示,通过把两种材料制成双金属组件,不仅降低了风险和时间成本,而且两种材料可在内部产生粘结,这将消除硬转变,即消除部件在太空中,由于受到飞船行进产生的力和温度梯度作用而破裂的危险。该项目的3D混合打印技术由全球精密机床制造商 DMG MORI 在伊利诺伊州的专家团队所研发,该技术融合了3D打印和计算机数控加工。这次用于测试的点火器是一个体积很小的组件,只有25㎝高,18㎝宽,未来使用3D混合打印技术可以打印体积更大的组件。在利用3D打印金属组件时,一般采用金属粉末输送,激光烧结成型的工艺,即将粉末金属作为聚焦激光器加入到3D打印区域中,通过加热产生固体物质。NASA 成功测试双金属火箭点火器首个3D混合打印技术产品 3D打印 第3张DMG MORI研发的打印系统,可以一次性完成一个点火器的打印,而不是钎焊工艺的四个来回再组装。该打印系统还有一个其他机器做不到的功能,即可以先完成零件的内部加工再进行外部构造,这相当于先在瓶子里建造一艘船,然后再完成瓶子的工作,其混合打印过程允许在外部构造关闭前,在内部进行非常精密地加工。经过30次以上的低压耐火测试,阿拉巴马大学的研究人员切开了点火器,在显微镜下观察双金属结构的稳定性。从上图可以看出,两种金属具有良好的扩散性,几乎已经融为一体。下一步,NASA 将继续致力于研发3D打印技术在制造火箭部件中的应用。

NASA

美国国家航空航天局

NASA于1958年成立于美国,是直属于联邦政府的航空航天研究发展机构,现任局长为Norman R. Augustine 。

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