根據(jù)3D科學(xué)谷的市場觀察,美國國家航空航天局(NASA)與Aerojet Rocketdyne合作,共同開發(fā)3D打印技術(shù)(金屬增材制造技術(shù)),目前在3D打印著陸器和液體火箭發(fā)動機方面取得了不斷的突破性進展。
該項目是由RDT團隊完成的,RDT由NASA的“改變游戲發(fā)展計劃”資助,該計劃是NASA太空技術(shù)任務(wù)局的一部分。RDT的目標是提供更輕便、更具成本效益的液體火箭發(fā)動機零件,而不是傳統(tǒng)的硬件,后者較重且通常由更多零件組成,因此RDT的使命將使未來的NASA和商業(yè)太空飛行任務(wù)受益。
多種激光加工工藝的結(jié)合
機器人沉積技術(shù)(RDT)團隊由美國宇航局NASA位于阿拉巴馬州漢斯維爾的馬歇爾太空飛行中心領(lǐng)導(dǎo),目前RDT團隊正在設(shè)計和制造創(chuàng)新的輕型燃燒室,噴嘴和噴油器,團隊結(jié)合了自動機器人沉積3D打印技術(shù),冷噴涂沉積,激光線直接封閉,激光粉末床熔化和激光粉末定向能量沉積。目標是將輕量化設(shè)計和材料的先進性融合到新型航空器中,并通過熱火測試驗證可操作性、性能穩(wěn)定性和可重復(fù)使用性。
輕且耐高溫
RDT項目團隊最近進行了熱火測試,測試了他們的輕型燃燒室。測試的其他硬件包括噴油器和碳復(fù)合材料噴嘴,整個測試是在長壽命增材制造組裝(LLAMA)項目的支持下進行的。
@NASA
硬件累積啟動了八次,總熱啟動持續(xù)時間365.4秒。在進行的所有測試中,主燃燒室承受的壓力高達750psi,熱氣體溫度接近6200華氏度。
項目團隊還測試了三種設(shè)計用于7,000磅推力的碳復(fù)合材料噴嘴,并證明了它們能夠承受極端的環(huán)境條件,并且測得的噴嘴溫度超過4,000華氏度。
@NASA
根據(jù)3D科學(xué)谷的了解,RDT先進的Lander推進增材制造冷噴涂組件(ALPACA)的測試進行得非常好,這向行業(yè)合作伙伴展示了一項新的技術(shù)能力。
冷噴涂的令人興奮之處
NASA和Aerojet Rocketdyne雙方在RDT團隊負責(zé)的ALPACA增材制造冷噴涂組件方面的努力是在發(fā)展增材制造技術(shù)方面進行合作與伙伴關(guān)系的另一個成功例子。
根據(jù)3D科學(xué)谷的市場研究,項目中冷噴涂技術(shù)于熱噴涂方法不同,涂層氣孔率很低,基體材料和涂層的熱負荷很小,材料氧化少,消除了涂層中結(jié)晶化不均勻的現(xiàn)象。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場了解除了不需要焊接或機加工就能制造全新零件以外,冷噴技術(shù)令人興奮之處在于,它能夠?qū)⑿迯?fù)材料與零件融為一體,完美恢復(fù)零件原有的功能和屬性。這樣就能有效延長零件使用壽命幾年,甚至幾十年。
工藝與材料的結(jié)合
而項目中NASA適用的送粉的DED定向能量沉積工藝對于加工雙金屬具有優(yōu)勢,通過集成通道噴嘴提供了最小化設(shè)置和操作的機會。盡管此過程的熱量確實較高,并且可能會發(fā)生變形。此外,送粉的DED定向能量沉積工藝的粉末使用效率不是100%有效,過噴的粉末可能會滯留在通道中,不過早期的開發(fā)表明這并不是一個重大問題。NASA成功的將多種高溫合金與GRCop銅合金進行了混合。
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