NASA開發出製造火箭發動機噴嘴的新3D列印工藝
原標題：NASA開發出製造火箭發動機噴嘴的新3D列印工藝
眾所周知，火箭發動機噴嘴製造複雜且昂貴，這是因為它們在極端溫度和燃燒過程的壓力下運行。然而，與其他航空航天部件一樣，增材製造可以減少製造噴嘴所需的成本和時間，美國宇航局馬歇爾太空飛行中心的一個工程師團隊展示了他們開發製造噴嘴的新的3D列印技術。
激光線直接拋光（LWDC）採用自由成形的能量線沉積工藝來製造組件，並有可能將構建時間從幾個月縮短到幾個星期。
「NASA致力于振興和改造其已經非常先進的火箭發動機製造技術。使這個開發項目更加獨特的是，使用三種獨立的先進位造技術構建更好的噴嘴，並通過點火測試證明這一點-這就是為什麼馬歇爾仍然是全球領先的推進技術製造商，「馬歇爾工程總監Preston Jones說。
噴嘴實際上是非常複雜的部件，儘管它們外觀簡單。GE使用3D列印創建燃料噴嘴具有開創性，因為它將該技術應用於商用飛機中，使其成為3D列印過程中最重要的物體之一。3D列印燃料噴嘴減輕了重量並節約了成本，而且簡化了設計，綜合了航空航天業的所有關鍵考慮因素。
火箭噴嘴主動或再生冷卻，這意味著後來在燃燒循環中使用的推進劑被引導通過噴嘴冷卻壁以使它們不會過熱。為了再生冷卻噴嘴，在噴嘴內製造一系列通道。這些通道必須密封以容納高壓冷卻劑。新型LWDC工藝採用線材添加劑製造來封閉通道並形成支撐護套，從而在發動機運行期間對結構負載進行反應。
馬歇爾發動機部件開發和技術分部的高級推進工程師Paul Gradl表示：「我們推動這項技術的動機是開發一個強大的工藝，消除傳統製造工藝中的幾個步驟。由於噴嘴的熱壁只有幾張紙的厚度，並且在操作過程中必須承受高溫和應變，因此製造過程變得更加複雜。」
Marshall獲得該工藝的專利後，由Keystone Synergistic Enterprises使用該工藝來製造和測試噴嘴。工程師將噴嘴通過馬歇爾的熱燃燒測試，在高燃燒室壓力和溫度下累積達到1040秒以上。該技術現在正在被許可，並被用於整個行業的商業應用。
其他兩項技術同時進行了測試：由Ormond，LLC開發的用於形成冷卻通道的磨料水噴射研磨工藝，以及基於電弧的沉積技術，用於添加製造含有噴水研磨通道的近凈形狀襯管。所有這三項技術都是通過美國國家航空航天局的小企業創新研究計劃開發的，該計劃致力於將該機構與行業合作夥伴一起推進位造業。
「我為之興奮的事情之一就是推動並向行業合作夥伴證明我們應用的新技術，然後私有太空公司可以將其用作供應鏈的一部分。這是其中一些目標背後的目的-我們制定了這個概念，與外部供應商合作，現在我們正在將這項新技術注入整個行業，以改進先進位造業，「Gradl說。
NASA一直致力於將增材製造技術引入火箭發動機生產領域，並在各種部件和技術的成功測試中取得了成功。未來，3D列印技術將不斷進入要求苛刻的行業的最終用途應用。
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