增材制造技术在航天领域的应用

主办单位H.C.斯塔克解决方案2019年9月4日

在添加剂制造（AM）的早期，该技术主要集中于设计和快速原型应用。然而，最近的添加剂制造正在逐步采用耐火材料和技术材料制造高性能机械部件。欧洲杯足球竞彩

这在空间和航空航天工程中尤其常见，在这些工程中，可承受性、多功能性、速度和精度的结合使增材制造成为理想的选择。

它在轻质建筑中印刷耐火材料的能力使其成为一种吸引人的方法，以传统制造的耐火金属部件重量的极小比例提供高温性能。

本文概述了AM与传统减法制造相比的关键优势，以及如何实施这些优势来改变空间工程的格局。

NASA在2013年对最近设计的火箭喷射器进行了测试。在这些测试中，亚尺度喷射器在燃烧氢气和液氧的同时，经受了超过3300°C的极端温度和超过46秒的极端压力。

试验是成功的。一位监督测试的工程师解释说，新部件“运行良好”，能够应对极端条件，没有任何故障迹象。更突出的是，这些高性能零件都是在一个单一步骤的添加剂制造过程中生产的。¹

NASA用于这些测试的亚尺度喷射器以前是使用传统的“减法”方法制造的:加工和铣削大块材料并将部件连接在一起。

之前的喷射器每件的制造成本为1万美元，有四个零件，耗时6个月。的加法制造大多数新的喷油器不仅生产出功能上难以区分的部件，而且在不到三周的时间内以一半的成本实现了这一点。

NASA的喷油器只是将添加剂制造技术应用于空间应用以提高制造效率和部件性能的多种方式中的一个例子。

增材制造的优势

当应用于空间工程时，加性制造有许多优点。首先，加性制造使几何复杂部件的制造成为可能，这也需要高度专业化的生产方法。

曾经需要几个不同的加工步骤，比如NASA的火箭喷射器，现在可以在一个一致的AM过程中制造。

德国航空航天中心的研究人员最近开发出了一种可重复使用的火箭发动机的原型。新的增材制造设计减少了10%的重量，将零件数量从30个减少到1个，并提供了比以前的设计更好的性能。²

与传统的减法制造方法相比，经济优势是加性制造的进一步优势。实际上，消除了对新零件重新加工或修改制造程序的要求，可以有效地使用一台机器按需生产组件，这意味着更容易实现规模经济。

AM可以为小单位体积（通常低至一个）提供规模经济，这意味着制造商可以在需要时订购或生产组件，而不是订购数千个组件以创造经济效益。^3.

增材制造是生产大量航空航天部件的一种经济高效的方法和生产高度可定制的组件。

最后，在空间应用中使用增材制造的关键好处是，它可以用来显著降低部件的质量。

加法制造方法可用于方便地挖空具有闭合单元、凹槽和孔的部件，以大幅减少部件的质量。相比之下，减法制造几乎总是创建密度均匀的“实体”组件。

例如，AM公司制造的卫星部件的重量减少了70%，令人震惊。⁴这不是一件小事，因为卫星部件质量的减少大大减少了发射卫星和到达轨道后操纵卫星所需的燃料量。

在空间应用中尽可能减少每一克的重要性怎么强调也不为过。AM提供了一种在不影响性能的情况下减少现有组件质量的方法。当需要用致密的工业金属和耐火材料生产高性能部件时，这一点尤为重要。

空间技术中使用的部件很少不会因质量的减少和周转时间的延长而受益。因此，AM在空间工程中的应用几乎是无限的。

AM是制造卫星推进系统和火箭、屏蔽和太空飞行器部件(例如，用于清理太空碎片的部件)的主要候选产品。

H.C.Starck solutions凭借其作为难熔金属解决方案国际领先者的多年专业经验，正在重新定义AM技术和难熔金属在航天领域的应用可实现的目标，以在快速发展的AM市场保持领先地位。⁵

它充分利用AM提供的轻质功能，为以前未考虑的应用提供耐火金属解决方案。

H.C.Starck Solutions在开发各种AM平台上的AM方法和专业知识方面进行了关键投资，在使用AM方面已成为国际领先者我的技术具有广泛的耐火金属，用于空间工程的高性能应用。

H.C Starck Solutions技术娴熟我n利用钽、铌、钼、钨及其合金等高要求材料生产精密工程三维组件；可根据要求提供更多金属。欧洲杯足球竞彩

对于空间工程中的印刷零件应用，H.C.Starck Solutions还提供工程AM进料：具有微调粒度分布的高密度球化耐火金属粉末，以及专为各种AM沉积技术设计的电线。

Boen，B.3D打印火箭零件与传统制造的零件竞争。(2015). 网址：https://www.nasa.gov/exploration/systems/sls/3dprinting.html
加法技术将小型卫星送入太空。(2019). 网址：https://www.additivemanufacturing.media/blog/post/additive-technology-delivers-small-satellites-to-space．
Joyce，J.绩效、创新和增长的添加剂制造路径。(2012). 网址：www.deloitte.com/about．
增材制造减重的可能性。(2016)．可以在:https://3dprinting.com/metal/possibilities-weight-reduction-additive-manufacturing/．
添加剂制造| HC斯塔克。(2019). 网址：https://www.hcstarcksolutions.com/additive-manufacturing-industry/．

这些信息已经从H.C. Starck Solutions提供的材料中获得、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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H.C.斯塔克的解决方案。(2021年1月11日)。增材制造技术在航天领域的应用。AZoM。于2021年10月02日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=18379检索。
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