美國宇航局成功測試3D列印銅燃燒室

NASA不斷將增材製造應用於項目，無論是3D列印火箭發動機零部件還是將3D列印的CubeSat發射到太空中。幾年來，NASA一直致力於建立一個完全3D列印火箭發動機的項目。它不會導致發動機真正進入太空；相反，我們的目標是證明3D列印發動機可以完成並且可以在將來再次完成，改變火箭發動機的製造方式並節省資金、時間和資源。

以低成本的方式推進項目涉及使用增材製造來開發具有銅合金的高壓/高溫燃燒室和噴嘴。在其最新的發展中，NASA在阿拉巴馬州亨茨維爾的馬歇爾太空飛行中心成功地進行了熱燃燒試驗，使用了3D列印技術的新組合。該項目是俄亥俄州克利夫蘭的馬歇爾研究中心和弗吉尼亞州漢普頓的蘭利研究中心的共同努力完成的。

「NASA繼續打破先進位造的障礙，通過增材製造減少建造火箭發動機零部件所需的時間和成本。我們對這個項目的進展感到興奮。我們證明，電子束自由形式製造產生的燃燒室夾套可以保護燃燒室不受燃燒室內壓力的影響，」推進項目經理John Fikes說。

2015年，美國宇航局3D列印了有史以來第一個全尺寸銅火箭發動機部件，這是由馬歇爾材料科學家使用粉末狀銅合金3D列印的燃燒室內襯。然後將燃燒室內襯送至Langley，在Langley使用電子束自由形式製造技術（一種使用電子束和金屬絲以形成金屬結構的3D列印工藝）將鎳合金沉積到襯裡上，形成室夾層。

銅襯裡具有良好的導熱性能，但不是很強，因此鎳合金護套能夠加強它，使其能夠承受室內的壓力。這個過程不需要像釺焊那樣的傳統技術，這意味著夾層可以在幾個小時而不是幾天或幾周內完成。另外，傳統工藝需要多個焊接部件，而電子束自由形式製造技術允許將其製成一體。

該燃燒室最近被送回馬歇爾，在那裡它被安裝在一個試驗台上，並在類似於實際發射的情況下以不同的功率水平發射2到30秒的持續時間。最後，在100％的功率下測試運行25秒，根據測試後的數據，該室保持良好狀態。

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「在像飛行一樣的條件下測試室有助於我們繼續證明這些革命性的技術。我們對該測試過程中預成型腔室的方式以及Marshall的能力感到自豪，這使得我們能夠繼續為增材製造的進步鋪平道路，」推進項目的工程和設計主管Chris Protz說。

燃燒室襯套和夾套的技術將被納入一個稱為快速分析和製造推進技術的新項目，該項目旨在進一步提高推力室組件的生產時間和成本。

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