NASA在6000华氏度下，测试3D打印火箭发动机喷嘴

2023年10月25日，据齐乐了解，美国国家航空航天局（NASA）成功完成了首次使用铝材料制成的3D打印火箭发动机喷嘴测试，这是其“第四次工业革命反应增材制造（RAMFIRE）”项目的一部分。

一开始，NASA与材料开发商Elementum 3D合作，开发了一种名为A6061-RAM2的铝制变体，同时也开发了专用于激光粉末直接能量沉积（LP-DED）工艺的粉末。

为了制造3D打印火箭发动机喷嘴，接下来，RAMFIRE团队与定向能量沉积（DED）专家RPM Innovations（RPMI）展开合作。RPMI采用了新开发的铝材料和专用粉末，使用其LP-DED技术来3D打印RAMFIRE喷嘴。

最后，NASA已经对该喷嘴进行了22次成功测试，累计测试时间近10分钟，温度达到6000华氏度。此外，压力室的压力超过825磅每平方英寸（psi），超过预期的测试压力。据NASA称，这些测试表明3D打印喷嘴可以在最苛刻的深空环境中有效运行。

除了火箭发动机喷嘴，RAMFIRE铝材料还被用于制作其他先进的大型部件以进行演示。其中包括一个直径36英寸的Aerospike喷嘴，该喷嘴将复杂的冷却通道与真空夹套结合在一起，用于低温流体应用。

由于铝材料密度低，可以制造高强度而轻量的零部件。因此，NASA声称他们的新型3D打印RAMFIRE火箭发动机喷嘴比传统喷嘴更轻，可以用于携带更重的深空任务载荷，这将有助于在执行NASA的“月球到火星”计划中发挥重要作用。

事实上，3D打印在火箭发动机零部件制造方面已经有一些非常典型的应用案例。2023年3月23日，相对论空间成功发射了世界上第一枚3D打印的火箭，名为“人族1号”，其中85%的部件都是通过3D打印制造的，包括发动机。

最近的新闻还包括EOS的德国合作伙伴AMCM正在开发一种用于太空火箭生产的新型金属激光束粉末床融合（PBF-LB）3D打印机。这款新型金属3D打印机名为AMCM 8K，将用于3D打印航空航天公司ArianeGroup的Prometheus火箭发动机中使用的燃烧室。这些零部件采用CuCr1Zr制造，高度超过1000毫米，最大直径为800毫米。

此外，Agile Space Industries正在努力认证工业3D打印材料制造商6K Additive的Ni625粉末。一旦获得认证，Agile将使用这种材料3D打印关键的太空火箭零件。据了解，首批使用Ni625粉末3D打印的零部件将用于Agile的A2200双组元自燃发动机。