SpaceX要使用3D打印技術進行星際殖民
空軍將軍特倫斯·奧肖內(nèi)西（Terrence O’Shaughnessy）甚至表示，埃隆·馬斯克（Elon Musk）的SpaceX可能已經(jīng)完全改變了使用太空衛(wèi)星的能力，甚至對美國造成了威脅。是的，他實際上說過，SpaceX一次發(fā)射了60顆小衛(wèi)星。
Dragon到達國際空間站
事實是，無論是用月塵或火星沙建造基地，將生物打印機帶入太空，還是實際將首批載人飛行任務帶上3D打印功能的紅色星球，這項新的太空競賽都將建造下一代可定制產(chǎn)品在太空和地球上使用，SpaceX處于領先地位。
據(jù)摩根士丹利（Morgan Stanley）估計，到2040年，全球航天產(chǎn)業(yè)的收入將超過3,500億美元，超過1萬億美元，而SpaceX可能是該產(chǎn)業(yè)最大的參與者之一。 SpaceX與競爭對手Blue Origin，Slingshot Aerospace，Rocket Lab和Relativity Space一起籌集了數(shù)十億美元的資金，用于制造星際發(fā)射的新火箭。
“通過3D打印，可以以傳統(tǒng)制造方法的一小部分成本和時間就能制造出堅固而高性能的發(fā)動機零件，” SpaceX首席設計師兼首席執(zhí)行官馬斯克（Musk）在2014年宣布完成對SuperDraco推進器的開發(fā)設計，該發(fā)動機將為Dragon V2航天器的發(fā)射逃生系統(tǒng)提供動力，并使該運載器能夠精確地推進到地球或其他行星上著陸，并且成為第一款能夠完全飛行的全印刷火箭發(fā)動機。
從佛羅里達的卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射的60顆Starlink衛(wèi)星的3D打印火箭
“ SpaceX正在推動21世紀增材制造的極限，最終使我們的火箭比以往任何時候都更加高效，可靠和強大。”馬斯克表示。可以使用3D打印來創(chuàng)建高性能的火箭零件，并提供相對于傳統(tǒng)制造方法的改進。 SpaceX正在推動增材制造的極限，以期使Falcon 9火箭和Dragon飛船比以往任何時候都更加可靠，強大和高效。2014年，SpaceX推出了Falcon 9火箭，該火箭具有3D打印的主氧化閥（MOV）主體，是九個Merlin 1D引擎之一。據(jù)該公司稱，該任務標志著SpaceX首次飛行的3D打印部件，該閥門在低溫溫度和高振動條件下使用高壓液氧成功運行。
在啟動Arabsat-6A衛(wèi)星任務期間，SpaceX的Merlin發(fā)動機
SpaceX聲稱，與傳統(tǒng)的鑄造零件相比，印刷閥體具有卓越的強度，延展性和抗斷裂性，并且材料特性的可變性較低。和以月為單位的典型鑄造周期相比，MOV全身的印刷時間不到兩天。此后，該閥門廣泛的進行了測試計劃（包括嚴格的發(fā)動機點火，組件級鑒定測試和材料測試）使印刷的MOV閥體可以在以后的所有Falcon 9火箭上與鑄件互換飛行。
SuperDraco引擎
SpaceX的SuperDraco推進器是該公司如何進行3D打印實驗的另一個很好的例子，它是100％3D打印的。該發(fā)動機為Dragon太空船的發(fā)射逃生系統(tǒng)提供動力，并使該運載器能夠以精確的精度推進降落在地球上（并可能在未來的另一個星球上降落）。它使用最先進的直接金屬激光燒結(jié)（DMLS，粉末床熔合）制造，腔室經(jīng)過再生冷卻，并印制在Inconel中，Inconel是一種高性能合金，具有高強度和韌性，可提高可靠性。SpaceX一直致力于將人類帶入火星，這意味著他們正在建造可重復使用的發(fā)射系統(tǒng)，即星艦飛船。它將由Raptor發(fā)動機提供動力，這是有史以來重量最大的發(fā)動機，也是首批使用甲烷的發(fā)動機，設計可重復使用1000次。根據(jù)SpaceX的說法，制造過程包括許多3D打印零件，從而可以降低成本并使更輕的零件生產(chǎn)成為可能。印刷的組件包括推進劑閥，渦輪泵零件和噴射器系統(tǒng)的零件。
該公司面臨的一些主要挑戰(zhàn)從制造輕型宇宙飛船到高效的引擎。在這方面，3D打印可以大大降低生產(chǎn)成本，并提高發(fā)動機的推力重量比，因為它可以生產(chǎn)傳統(tǒng)方法無法實現(xiàn)的更輕的零件。 3D打印引擎組件的另一個額外優(yōu)勢是設計更改的速度更快，與幾周甚至幾個月的時間相比，它使團隊在迭代過程中更快地實現(xiàn)所需的輸出。
SpaceX的埃隆·馬斯克（Elon Musk）和準備發(fā)射新的Raptor火箭發(fā)動機（來源：埃隆·馬斯克（Twitter）
多年以來，SpaceX一直在評估3D打印的好處，并完善開發(fā)飛行硬件所需的技術，在此過程中取得了一些重大成功，甚至與其他公司合作將3D打印系統(tǒng)的功能推向了軌道。在過去的十年中，隨著增材制造行業(yè)的發(fā)展，我們期望該公司將繼續(xù)將這項技術發(fā)揚光大，也許在將來，我們可以乘坐3D打印星際飛船遨游太空，而這正是SpaceX努力的方向。
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