3D打印的應(yīng)用領(lǐng)域

海軍艦艇

3D打印火箭噴射器的測試3D打印火箭噴射器的測試 2014年8月31日，美國宇航局的工程師們剛剛完成了3D打印火箭噴射器的測試，本項研究在于提高火箭發(fā)動機(jī)某個組件的性能，由于噴射器內(nèi)液態(tài)氧和氣態(tài)氫一起混合反應(yīng)，這里的燃燒溫度可達(dá)到6000華氏度，大約為3315攝氏度，可產(chǎn)生2萬磅的推力，約為9噸左右，驗證了3D打印技術(shù)在火箭發(fā)動機(jī)制造上的可行性。本項測試工作位于阿拉巴馬亨茨維爾的美國宇航局馬歇爾太空飛行中心，這里擁有較為完善的火箭發(fā)動機(jī)測試條件，工程師可驗證3D打印部件在點(diǎn)火環(huán)境中的性能。

制造火箭發(fā)動機(jī)的噴射器需要精度較高的加工技術(shù)，如果使用3D打印技術(shù)，就可以降低制造上的復(fù)雜程度，在計算機(jī)中建立噴射器的三維圖像，打印的材料為金屬粉末和激光，在較高的溫度下，金屬粉末可被重新塑造成我們需要的樣子。火箭發(fā)動機(jī)中的噴射器內(nèi)有數(shù)十個噴射元件，要建造大小相似的元件需要一定的加工精度，該技術(shù)測試成功后將用于制造RS-25發(fā)動機(jī)，其作為美國宇航局未來太空發(fā)射系統(tǒng)的主要動力，該火箭可運(yùn)載宇航員超越近地軌道，進(jìn)入更遙遠(yuǎn)的深空。馬歇爾中心的工程部主任克里斯認(rèn)為3D打印技術(shù)在火箭發(fā)動機(jī)噴油器上應(yīng)用只是第一步，我們的目的在于測試3D打印部件如何能徹底改變火箭的設(shè)計與制造，并提高系統(tǒng)的性能，更重要的是可以節(jié)省時間和成本，不太容易出現(xiàn)故障。本次測試中，兩具火箭噴射器進(jìn)行了點(diǎn)火，每次5秒，設(shè)計人員創(chuàng)建的復(fù)雜幾何流體模型允許氧氣和氫氣充分混合，壓力為每平方英寸1400磅。

2014年10月11日，英國一個發(fā)燒友團(tuán)隊用3D打印技術(shù)制出了一枚火箭，他們還準(zhǔn)備讓這個世界上第一個打印出來的火箭升空。該團(tuán)隊于當(dāng)?shù)貢r間在倫敦的辦公室向媒體介紹這個世界第一架用3D打印技術(shù)制造出的火箭。團(tuán)隊隊長海恩斯說，有了3D打印技術(shù)，要制造出高度復(fù)雜的形狀并不困難。就算要修改設(shè)計原型，只要在計算機(jī)輔助設(shè)計的軟件上做出修改，打印機(jī)將會做出相對的調(diào)整。這比之前的傳統(tǒng)制造方式方便許多。既然美國宇航局已經(jīng)在使用3D打印技術(shù)制造火箭的零件，3D打印技術(shù)的前景是十分光明的。

據(jù)介紹，這個名為“低軌道氦輔助導(dǎo)航”的工程項目由一家德國數(shù)據(jù)分析公司贊助。打印出的這枚火箭重3公斤，高度相當(dāng)于一般成年人身高，是該團(tuán)隊用4年時間、花了6000英鎊制造出來的。等一筆1.5萬英鎊的資助確定之后，他們將于今年底在新墨西哥州的美國航天港發(fā)射該火箭。一個裝滿氦的巨型氣球?qū)鸦鸺嵘?0000米高空，裝置在火箭里的全球定位系統(tǒng)將啟動火箭引擎，火箭噴射速度將達(dá)到每小時1610公里。之后，火箭上的自動駕駛系統(tǒng)將引導(dǎo)火箭回返地球，而里頭的攝像機(jī)將把整個過程拍攝下來。

美國國家航空航天局（NASA）官網(wǎng)2015年4月21日報道，NASA工程人員正通過利用增材制造技術(shù)制造首個全尺寸銅合金火箭發(fā)動機(jī)零件以節(jié)約成本，NASA空間技術(shù)任務(wù)部負(fù)責(zé)人表示，這是航空航天領(lǐng)域3D打印技術(shù)應(yīng)用的新里程碑。[

2015年6月22日報道，國營企業(yè)俄羅斯技術(shù)集團(tuán)公司以3D打印技術(shù)制造出一架無人機(jī)樣機(jī)，重3.8公斤，翼展2.4米，飛行時速可達(dá)90至100公里，續(xù)航能力1至1.5小時。

公司發(fā)言人弗拉基米爾·庫塔霍夫介紹，公司用兩個半月實現(xiàn)了從概念到原型機(jī)的飛躍，實際生產(chǎn)耗時僅為31小時，制造成本不到20萬盧布(約合3700美元)。