作為一名太空迷兼3D打印愛好者，看到3D打印材料在火箭領(lǐng)域的應(yīng)用快速地擴散是非常令人愉悅的。諸如SpaceX這樣的公司已經(jīng)在測試金屬3D打印的火箭發(fā)動機部件；飛船設(shè)計師和工程師們也已經(jīng)開始在原型中大量使用3D打印的部件。不過，您可能依然想不到的是，得益于3D打印材料技術(shù)的不斷進步，企業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)能夠使用FDM 3D打印機打印火箭的功能部件了。

United Launch Alliance（ULA）是一家運載火箭的設(shè)計制造商，ULA的火箭最近50年來已經(jīng)將價值數(shù)十億美元的衛(wèi)星、NASA飛船和空軍航天器送進太空。據(jù)了解，最初ULA一次火箭發(fā)射任務(wù)的起價是1.65億美元。而如今隨著太空飛行活動的日益頻繁，客戶們越來越多地需要一次性火箭幫助自己的設(shè)備進入軌道，為了招攬更多的生意，ULA正準(zhǔn)備大幅削減發(fā)射價格。但是，價格下來了，功能和質(zhì)量卻不能下來，因為把一顆重達value="60000" unitname="磅">6萬磅的衛(wèi)星推離地球可不是一個輕松的活兒。

“一般來說火箭發(fā)射任務(wù)的要求極為苛刻。發(fā)射的火箭必須承受極端的壓力、重力、速度、震動，以及極冷極熱條件。”Stratasys公司副總裁兼增材制造行業(yè)解決方案總經(jīng)理Rich Garrity說。

但當(dāng)ULA從Stratasys公司購買了兩臺大型Fortus 900mc 3D生產(chǎn)系統(tǒng)之后，該公司的成本削減行動開始了。Fortus 900mc一開始被用于制造原型和模具，但作業(yè)團隊很快就開始使用它來維修宇宙神-5（Atlas V）火箭環(huán)境控制系統(tǒng)的管道。這個管道系統(tǒng)負責(zé)在火箭發(fā)射時將氮送入火箭助推器，是火箭的一個關(guān)鍵零部件。

宇宙神-5中以前使用的管道系統(tǒng)里包括了140個不同的金屬部件，但在改用Fortus 900mc 3D打印機和ULTEM 9085 FDM熱塑性材料制造之后，他們成功地將總部件數(shù)減少到只有16個。這不僅顯著縮減了安裝時間，而且零部件成本也降低了57％。

“ULTEM 9085能夠在很大的溫度范圍內(nèi)保持高強度。我們所做的測試表明，它能夠承受溫度從低溫一路升至極熱。而它的堅固，足以應(yīng)付發(fā)射升空和飛行時的震動和壓力。我們非常滿意它的表現(xiàn)。”ULA的增材制造項目經(jīng)理Greg Arend。

ULTEM熱塑性打印材料系列產(chǎn)品是Stratasys公司專門為航空航天、汽車和軍事應(yīng)用開發(fā)的。該材料可以抵抗溫度的極端變化，從高溫直降到零度以下也不會使其的屬性受到破壞、改變或者變形。由于它具有非常出色的強度—重量比，所以是用來減輕大型運載工具重量的理想材料。

“目前，3D打印應(yīng)用數(shù)量在我們的運載工具飛行任務(wù)中出現(xiàn)了指數(shù)級增長，而且我們打算在最新的Vulcan火箭中更多地使用它。” Arend繼續(xù)說。

ULA預(yù)計，他們下一代的宇宙神火箭中將有超過100個零部件是3D打印的。