3D打印技术—助力迈向宇宙的重要技术

3月22日全球首枚3D打印火箭“人族一号” （Terran 1）从佛罗里达州卡纳维尔角发射并成功点火升空，一级工作正常，但在进入近地轨道时末级出现分离异常，未能进入预定轨道，最终坠入大西洋。

尽管没能最终发射成功，但这也为市场传递出一些积极的信号，整个过程中火箭的结构性保持完好，承受住了太空中复杂严峻的考验，以证明3D打印火箭升空的可能性，是人类在航天探索中迈出的一个里程碑。

据报道称，Terran 1包括9台发动机及火箭结构的85%部件均由3D打印制造完成。火箭的推进剂采用液氧（LOX）和液化天然气（LNG）则代表了正在向使用甲烷作为推进剂的过渡，未来将用于火星的发射工程。

不容小觑的3D打印技术

提升研发效率，缩短时间成本

3D打印造火箭，60天造一枚！

1  航天航空业中高度复杂的部件通常由分批制造的多个零件完成组装，而3D打印无需研发零件制造过程中使用的模具，可以创建复杂的零件结构，再一体打印出来，让高性能金属零部件，尤其是高性能大构建的制造流程大幅缩短。Terran 1火箭的建造由原料到成品仅花费了60天。

增加材料使用率，有效降低制造成本

2  航天航空制造中的关键零部件均需使用价格高昂的战略材料，如钛和镍等贵金属。传统制造方法材料使用率仅为12:1-25:1，材料的极大浪费意味着程序的复杂和生产的长周期，如果是难以加工的技术零件，制造周期更是大幅增加，进而导致制造成本的增加。

从技术优势上来讲，3D打印技术简化了复杂零件结构，节省了近100倍的零件数量，从而提升了火箭的制造效率，同时节省了制造成本。从前制造一枚火箭的时间成本是以“年”来计算的，而现在可以在2个月内“打印”出一枚火箭。

零件合并重构，减轻自身重量

3  除了空气动力学和发动机性能，重量是航天航空装备中一个重要的考量因素。减重不仅意味着可以增加飞行装备在飞行过程中的操纵灵活度，还可以显著减少其二氧化碳排放，节省燃料的消耗，提升载荷，从而降低飞行成本。

3D打印技术可以优化复杂的零件构造，在短时间内将复杂的物理对象化繁为简，是制造轻量级零件的理想工艺。根据计算，飞机重量每减少1磅，航空公司每年节省的燃油达11,000加仑。此外，部件的重构也使得零件的应力使用合理分布，在减少疲劳裂纹增加使用寿命的同时也简化了后期的维护过程。

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