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3D打印可造火箭?未来很可能

文章来源:网络人气:728发表时间:2018-11-05 10:18:05

      3D打印曾一时造成风潮,许多媒体吹嘘将进入人人自行打印产品年代,但这个膨风论述很快消风,因为3D打印在大多数领域于经济效益与功能性,还是远不如各种传统制造办法。不过在特殊领域, 3D打印倒是有利基商机,尤其3D打印技术进步造成质变后,可应用到过去不敢想像的领域,包括制造上太空的火箭。


3D打印火箭


      打过去像火箭这类需要耐受高温高压变化的产品,想尝试用3D打印,恐怕会被认为疯了。但就商业性质,火箭零组件大多为专用,生产规模小,有时型态又相当复杂,对传统制造来说造成麻烦,因此少量多样的3D打印最能满足需求,唯一的问题是,没有人敢用。


D打印可造火箭?未来很可能


      火箭升空要承受高温高压,速度超过音速,材料的一点点小瑕疵,在强大压力下都可能造成灾难性后果,使发射失败。火箭元件的材料,精度要求高到500微米以内,然而3D列印技术的进步,使3D打印火箭元件成为可能。新创企业相对论太空(Relativity Space)就打算挑战3D列印完整火箭。

      相对论太空说明为何如今3D打印火箭可行的原因。他们以2年前的自家列印成果为例,表示过去的列印技术,X光扫描下就可见到不均匀的结构与边缘,显微镜下更可看到微小缝隙,这些不均匀与缝隙,在火箭发射的高强度压力下,都可能成为材料破裂的发生点。

      但是如今由于技术进步,该企业的3D打印产品,在X光与显微镜检验下,看起来毫无瑕疵,已通过工业熔焊标准AWS D17.1 Class A,该标准即适用于绝不能失效的零件,因此相对论太空有信心自家产品能上太空。

      相对论太空已取得美国航太总署(NASA)密西西比州的斯坦尼斯航太中心测试台20年租约。测试台建立于登月计画年代,相对论太空可免费租赁设施,代价是出钱修复与维护,预计每年要测试36具火箭,若测试成功,也有望成为NASA的火箭供应商。

      相对论太空的实行长提姆埃利斯(Tim Ellis)来自贝佐斯创立的太空企业蓝色起源(Blue Origin),共同创办人乔丹努恩(Jordan Noone)则来自蓝色起源的竞争企业太空探索(SpaceX)。两人在前企业打造火箭的过程中,理解到火箭建造成本最大部分还是来自人工,而采用3D列印可自动化生产,并因可列印复杂形状元件,能减少所需的零件数量,因而大为降低成本,更提升制造速度。该企业测试中的火箭引擎,若用传统制造方式,得要 2,700个零件,用3D打印,只要3大件。减少零件数量不仅利于自动化生产与降低成本,也有助于提高火箭的可靠性。

      他们认为藉由这些技术优势,可在60天内打造出成本1,000万美金以下、载运1公吨酬载物上太空的火箭。两人表示,无法想像50年后,会有火箭不是采用3D列印制造。

      尽管两人的前东家蓝色起源、太空探索家大业大,仍不畏惧与大企业竞争。目前相对论太空拥有17名员工,打算于2019年扩张到45名。若尝试成功,人类可望进入火箭更便宜、发射更频繁的时代,也将为进一步的太空探险建立基础。

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