95%零部件由3D打印制造的Terran 1 火箭將被用于發射低軌道衛星
Relativity Space 是一家通過3D打印設備制造火箭的航天制造企業。與世界上多數應用3D打印技術的火箭制造商有所不同的是，Relativity不僅通過3D打印技術制造較小的火箭發動機零部件，還通過3D打印制造大量大型火箭部件。其目標是通過金屬3D打印制造至少火箭中95%的零部件，其中大約一半的3D打印零部件由Relativity 自主開發的大型金屬增材制造設備Stargate制造，另一半由其他品牌的選區激光熔化（SLM）設備制造，預計整個火箭的生產周期在60天內完成。
Relativity 正在通過這些3D打印技術開發一次性使用的兩級運載火箭-Terran 1。Terran 1是目前世界上唯一個幾乎全部使用3D打印技術制造的火箭。近日，Relativity 與衛星制造商mu Space建立了合作關系，雙方將使用Terran 1火箭發射衛星到低地球軌道（LEO）。
更低的總任務成本
根據Relativity，自主研發的金屬3D打印技術平臺與Terran 1獨特而靈活的架構相結合，將使得mu Space 以比世界上任何其他發射服務公司更低的總任務成本，實現更快、更可靠的衛星發射。
Relativity開發了一種將機器學習算法和機器人技術與金屬3D打印技術相結合的航空零部件制造平臺。得益于3D打印技術的使用，Relativity 將在打破現有航天器制造模式，將火箭制造周期由縮短至60天內。
圖片：Relativity 使用SLM 3D打印機來構建Terran的引擎（如圖所示），該引擎由少于100個零件和火箭的其他較小部件組成。通過其自主開發的大型金屬3D打印系統Stargate 制造油箱和其他大型部件。
衛星制造商 mu Space正在開發低地球軌道（LEO）和地球同步軌道（GEO）衛星和空間技術，這些技術將加速智能城市物聯網（IoT）設備的采用。mu Space的低地球軌道衛星將成為Relativity的Terran 1火箭的主要專用有效載荷，衛星發射將于2022年進行。
Review
Relativity 致力于用3D打印技術制造大部分火箭零部件的原因很明確，即實現創新設計，使火箭更加輕量化、更低的成本，以及更高的效率。除此之外，由于大量使用3D打印技術，Relativity 所面對的裝配工作量顯著減少，供應鏈也得到簡化。根據Relativity的首席技術官Noone的說法，在火箭設計迭代的過程中3D打印技術也具有顯著優勢，它加快了將新設計轉變為制造零件的過程。
Relativity目前正在通過3D打印技術開發一次性使用的兩級運載火箭Terran 1。在Terran 1的開發中，Relativity報告說3D打印使其能夠快速改變設計，并且比火箭開發中通常需要的工具和勞動力更少。
Relativity 使用SLM 3D打印技術制造該火箭中較小的部件，目前Relativity 已通過這類3D打印技術制造了大約100個不同部件原型。選區激光熔化3D打印技術在航空航天工業中越來越普遍，該技術在制造功能集成、點陣輕量化結構領域具有優勢，但根據Noone的說法，受到打印設備尺寸等因素的限制，該技術不適合制造整個火箭。Relativity 決定自己開發生產火箭所需質量和復雜性要求的大型金屬3D打印設備Stargate。
圖片：Relativity 的大型金屬3D打印系統Stargate。
Relativity的Stargate 3D打印設備基于定向能量沉積（DED） 工藝，采用了高功率激光和等離子弧作為能量源，打印材料為線材。該技術與電子束增材制造（EBAM®）類似，但是打印時不需要真空環境。
Stargate 3D打印系統中集成了帶有末端執行器的工業機器臂，配有電弧和激光沉積技術，一系列傳感器圍繞沉積系統并不斷收集數據，提供必要的實時控制，以確保以所需精度完成打印。每個打印過程都會生成大約10 TB的數據，Relativity會在構建會話之后對其進行分析，以持續改進過程控制。
除了帶有沉積頭的機器人手臂外，Stargate 系統中還裝有兩個用于原位后處理的機器臂。在火箭零部件的增材制造過程中，這些后處理機械臂將在零件上的某些位置產生精細的表面光潔度。
根據Relativity，Stargate能夠打印直徑2.74米（9英尺），高約4.57米(15英尺)的組件，可以打印所有大于0.028立方米（1立方英尺）的油箱和其他火箭組件。開發這臺設備，需應對物理，冶金，控制，機器學習，大數據和CAM等領域的挑戰。
目前Relativity 通過Stargate 3D打印系統制造航空鋁材料，同時也在探索通過該系統制造不銹鋼和鎳合金等材料。
(責任編輯：admin)
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