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3D打印造火箭?技术进步造成质变

文章来源:深圳市创想三维科技有限公司人气:131发表时间:2018-09-02 17:15:41

   3D打印机曾一时造成风潮,许多媒体吹嘘将进入人人自行3D打印产品年代,但这个膨风论述很快消风,因为3D打印在大多数领域于经济效益与功能性,还是远不如各种传统制造办法。不过在特殊领域,3D打印机倒是有利基商机,尤其3D打印技术进步造成质变后,可应用到过去不敢想象的领域,包括制造上太空的火箭。

 

 

    过去像火箭这类需要耐受高温高压变化的产品,想尝试用3D打印机,恐怕会被认为疯了。但就商业性质,火箭零组件大多为专用,生产规模小,有时型态又相当复杂,对传统制造来说造成麻烦,因此少量多样的3D打印最能满足需求,唯一的问题是,没有人敢用。


    火箭升空要承受高温高压,速度超过音速,材料的一点点小瑕疵,在强大压力下都可能造成灾难性后果,使发射失败。火箭元件的材料,精度要求高到500微米以内,然而3D打印技术的进步,使3D打印火箭元件成为可能。新创公司相对论太空(RelativitySpace)就打算挑战3D打印完整火箭。


    相对论太空说明为何如今3D打印火箭可行的原因。他们以2年前的自家打印成果为例,表示过去的打印技术,X光扫描下就可见到不均匀的结构与边缘,显微镜下更可看到微小缝隙,这些不均匀与缝隙,在火箭发射的高强度压力下,都可能成为材料破裂的发生点。


    但是如今由于技术进步,该公司的3D打印产品,在X光与显微镜检验下,看起来毫无瑕疵,已通过工业熔焊标准AWSD17.1ClassA,该标准即适用于绝不能失效的零件,因此相对论太空有信心自家产品能上太空。



    相对论太空已取得美国航天总署(NASA)密西西比州的斯坦尼斯航天中心测试台20年租约。测试台建立于登月计划年代,相对论太空可免费租赁设施,代价是出钱修复与维护,预计每年要测试36具火箭,若测试成功,也有望成为NASA的火箭供应商。


    相对论太空的执行长提姆‧埃利斯(TimEllis)来自贝佐斯创立的太空公司蓝色起源(BlueOrigin),共同创办人乔丹‧努恩(JordanNoone)则来自蓝色起源的竞争公司太空探索(SpaceX)。两人在前公司打造火箭的过程中,理解到火箭建造成本最大部分还是来自人工,而采用3D打印可自动化生产,并因可打印复杂形状元件,能减少所需的零件数量,因而大为降低成本,更提升制造速度。该公司测试中的火箭引擎,若用传统制造方式,得要2,700个零件,用3D打印,只要3大件。减少零件数量不仅利于自动化生产与降低成本,也有助于提高火箭的可靠性。


    他们认为藉由这些技术优势,可在60天内打造出成本1,000万美元以下、载运1公吨酬载物上太空的火箭。两人表示,无法想象50年后,会有火箭不是采用3D打印机制造。


    尽管两人的前东家蓝色起源、太空探索家大业大,仍不畏惧与大公司竞争。目前相对论太空拥有17名员工,打算于2019年扩张到45名。若尝试成功,人类可望进入火箭更便宜、发射更频繁的时代,也将为进一步的太空探险建立基础。

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