应用篇美国宇航局成功测试3D打印铜燃烧室 NASA不断将增材制造应用于项目

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NASA不断将增材制造应用于项目，无论是3D打印火箭发动机零部件还是将3D打印的CubeSat发射到太空中。几年来，NASA一直致力于建立一个完全3D打印火箭发动机的项目。它不会导致发动机真正进入太空；相反，我们的目标是证明3D打印发动机可以完成并且可以在将来再次完成，改变火箭发动机的制造方式并节省资金、时间和资源。

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以低成本的方式推进项目涉及使用增材制造来开发具有铜合金的高压/高温燃烧室和喷嘴。在其最新的发展中，NASA在阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心成功地进行了热燃烧试验，使用了3D打印技术的新组合。该项目是俄亥俄州克利夫兰的马歇尔研究中心和弗吉尼亚州汉普顿的兰利研究中心的共同努力完成的。

“NASA继续打破先进制造的障碍，通过增材制造减少建造火箭发动机零部件所需的时间和成本。我们对这个项目的进展感到兴奋。我们证明，电子束自由形式制造产生的燃烧室夹套可以保护燃烧室不受燃烧室内压力的影响，”推进项目经理John Fikes说。

2015年，美国宇航局3D打印了有史以来第一个全尺寸铜火箭发动机部件，这是由马歇尔材料科学家使用粉末状铜合金3D打印

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的燃烧室内衬。然后将燃烧室内衬送至Langley，在Langley使用电子束自由形式制造技术（一种使用电子束和金属丝以形成金属结构的3D打印工艺）将镍合金沉积到衬里上，形成室夹层。

铜衬里具有良好的导热性能，但不是很强，因此镍合金护套能够加强它，使其能够承受室内的压力。这个过程不需要像钎焊那样的传统技术，这意味着夹层可以在几个小时而不是几天或几周内完成。另外，传统工艺需要多个焊接部件，而电子束自由形式制造技术允许将其制成一体。

该燃烧室最近被送回马歇尔，在那里它被安装在一个试验台上，并在类似于实际发射的情况下以不同的功率水平发射2到30秒的持续时间。最后，在100％的功率下测试运行25秒，根据测试后的数据，该室保持良好状态。

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“在像飞行一样的条件下测试室有助于我们继续证明这些革命性的技术。我们对该测试过程中预成型腔室的方式以及Marshall的能力感到自豪，这使得我们能够继续为增材制造的进步铺平道路，”推进项目的工程和设计主管Chris Protz说。

燃烧室衬套和夹套的技术将被纳入一个称为快速分析和制造推进技术的新项目，该项目旨在进一步提高推力室组件的生产时间和成本。