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美国火箭工艺企业获得火箭推进剂3D打印技术专利

文章来源:网络人气:608发表时间:2017-12-29 10:00:30

  位于美国佛罗里达州的火箭工艺企业(Rocket Crafters,RCI)近日宣布,其开发的火箭推进剂3D打印技术又获得一项专利,内容主要包括用作火箭推进剂的热塑性材料与高能纳米铝粉混合物制备技术,以及推进剂3D打印技术。

  该专利建立在Rocket Crafters企业今年年初获得专利(US9,453,479)的基础上,为混合火箭发动机制备无瑕疵、高性能的推进剂颗粒,这种颗粒材料同时充当火箭的固体推进剂和燃烧室的管状结构,并采用3D打印技术实现推进剂复杂内部结构的成型,使混合火箭发动机具有简单的机械结构,并避免发生意外爆炸,而这两方面是传统火箭发动机无法兼顾的。

美国火箭工艺企业获得火箭推进剂3D打印技术专利

  当尺寸缩小到纳米级,纯铝将变得非常活泼,与大气接触会发生自燃。此前,尚未有人提出安全的将高能纳米铝粉用作火箭推进剂的方法。本专利提出并验证了安全处理这种材料的方法,使其可以混合、3D打印、运输、储存,以及用作混合火箭发动机推进剂。

  在该专利中,每个推进剂颗粒外包覆有熔合层,不同直径的推进剂颗粒紧密排列成中空的圆柱形结构,这一成型过程由3D打印实现。运行过程中,氧化剂顺着中空管道流入,沿管壁发生燃烧,推进剂颗粒的气泡状结构增加了燃烧的表面积,一层推进剂燃烧完毕,下层推进剂继续燃烧,直到氧化剂停止流动或推进剂颗粒耗尽。为了安全地制造这种结构,RCI企业对熔融沉积3D打印设备进行了改造,使推进剂颗粒可以与大气隔绝。

  RCI企业正采用该专利技术制造的火箭发动机研制全球首枚可批量生产的“无畏”-1(Intrepid-1)运载火箭,最近获得专利批复的3D打印技术扩大了该企业的专利组合,拥有多种已授权和待定的应用。

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