美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）馬歇爾太空飛行中心開(kāi)發(fā)并測(cè)試了一種名為L(zhǎng)WDC（LaserWireDirectCloseout）的新型增材制造技術(shù)。這種3D打印工藝可在更短的時(shí)間內(nèi)、以更低的成本制造火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴。

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴是在極端的溫度和燃燒壓力的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)的，制造復(fù)雜且昂貴。而這次美國(guó)宇航局馬歇爾公司的一組工程師開(kāi)發(fā)的新型噴管制造技術(shù)，將可以大大降低成本和開(kāi)發(fā)時(shí)間。

新型噴嘴

與大多數(shù)3D打印技術(shù)相比，該項(xiàng)工藝是一個(gè)全新的技術(shù)，它采用一種新方法來(lái)制造材料，NASA的這項(xiàng)新專利技術(shù)有望減少幾個(gè)星期甚至幾個(gè)月的噴嘴制造時(shí)間。美國(guó)航空航天局使用的這種增材制造設(shè)備，可能是很多制造商想都不敢想的，但空間組織在3D打印方面的一舉一動(dòng)仍然世界矚目。

據(jù)美國(guó)宇航局馬歇爾太空飛行中心透露，一種全新的增材制造工藝正在萌芽，被稱為“LWDC”，可用于制造3D打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴，與其他金屬增材制造技術(shù)相比，它的速度更快，成本更低。

從外表看，噴嘴看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但它們其實(shí)非常復(fù)雜。新的技術(shù)采用的制造工藝，能精確地關(guān)閉噴嘴的冷卻劑通道，并形成了一個(gè)支撐套，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生結(jié)構(gòu)載荷，這可以保護(hù)墻壁不受噴嘴的高溫影響。

精確地“關(guān)閉”打印噴嘴的冷卻液通道

NASA稱，這項(xiàng)技術(shù)的目的是開(kāi)發(fā)一個(gè)強(qiáng)大的技術(shù)工藝，與傳統(tǒng)的制造工藝相比，能消除其中的幾個(gè)步驟。由于噴嘴的熱壁厚度僅為幾張紙的厚度，而且在操作過(guò)程中必須承受高溫和壓力，所以制造過(guò)程更加復(fù)雜。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴類型采用主動(dòng)冷卻或“再生式”冷卻工藝，在噴嘴內(nèi)裝有許多通道，推進(jìn)劑通過(guò)這種噴嘴布置，能夠適當(dāng)?shù)貙?duì)機(jī)器表面進(jìn)行冷卻。但是，這些通道必須密封，來(lái)容納高壓冷卻液。

這樣就會(huì)形成一個(gè)支撐“保護(hù)層”，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間對(duì)結(jié)構(gòu)負(fù)載作出反應(yīng)。這項(xiàng)3D打印技術(shù)已經(jīng)被美國(guó)佛羅里達(dá)州的KeystoneSynergistic使用，該公司使用LWDC來(lái)制造和測(cè)試噴嘴。該3D打印的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴已在馬歇爾太空飛行中心進(jìn)行了熱測(cè)試，測(cè)試時(shí)間超過(guò)1,040秒。

現(xiàn)在，這項(xiàng)技術(shù)在整個(gè)行業(yè)的商業(yè)應(yīng)用中得到了認(rèn)可。這些項(xiàng)目發(fā)明背后所映射的，是馬歇爾公司正在刺激小型企業(yè)，以最大限度地利用美國(guó)在空間技術(shù)和探索方面的投資回報(bào)的現(xiàn)象。通過(guò)新技術(shù)的開(kāi)發(fā)，使私人空間公司可以將其作為供應(yīng)鏈的一部分。并將這種新技術(shù)注入整個(gè)行業(yè)，以改善先進(jìn)制造業(yè)。