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NASA研发针对火箭发动机喷嘴制造的金属3D打印工艺

文章来源:网络人气:603发表时间:2018-03-22 10:13:56

  由NASA马歇尔太空飞行中心(MSFC)开发的金属3D打印专利方法——激光直接抛光(LWDC)是专门针对喷嘴增材制造的。与传统制造技术相比,该方法在时间和价格上具有竞争力。如今NASA正考虑将这项针对火箭发动机制造的先进制造技术商业化。

  LWDC是一种定向能量沉积(DED)工艺,原料主要使用线材。与粉末床熔融工艺相比,LWDC工艺形式更自由。用于火箭推进的喷嘴制造复杂,圆锥形结构制造时带有内部冷却通道,负责输送高压流体,防止壁面过热。在再生冷却式喷嘴中,这些通道必须精确密封以确保内部的冷却液。

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  由于喷嘴的壁厚只有几张纸的厚度,并且必须承受运行过程中的高温和应变,因此制造过程变得更加复杂。LWDC工艺有助于精确关闭这些通道。

  为了通过增材制造技术整合传统喷嘴制造工艺的众多复杂步骤,LWDC工艺可能将交付周期从几个月缩短到几周,并“大大降低”生产零件的相关成本。3D打印完成后,使用LWDC工艺制造的喷嘴进行热燃烧测试,在高燃烧室压力和温度下经超过1040秒的测试。

  MSFC方面表示,NASA致力于为火箭发动机重新制造和改造其先进的高级制造技术。这个开发项目更加独特的是,有三种独立的先进制造技术一并用来制造更好的喷嘴,并成功通过了热燃烧测试。

  最近,MSFC与奥本大学合作,成为了ASTM国际增材制造卓越中心的创始成员之一,帮助推动美国航空航天技术的发展。NASA还将大量使用增材制造来开发下一代空间发射系统,计划于2022年至2023年发射。

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