美國國家航空航天局（NASA）馬歇爾太空飛行中心開發(fā)并測試了一種名為LWDC（LaserWireDirectCloseout）的新型增材制造技術(shù)。這種3D打印工藝可在更短的時間內(nèi)、以更低的成本制造火箭發(fā)動機噴嘴。

火箭發(fā)動機噴嘴是在極端的溫度和燃燒壓力的情況下運轉(zhuǎn)的，制造復(fù)雜且昂貴。而這次美國宇航局馬歇爾公司的一組工程師開發(fā)的新型噴管制造技術(shù)，將可以大大降低成本和開發(fā)時間。

新型噴嘴

與大多數(shù)3D打印技術(shù)相比，該項工藝是一個全新的技術(shù)，它采用一種新方法來制造材料，NASA的這項新專利技術(shù)有望減少幾個星期甚至幾個月的噴嘴制造時間。美國航空航天局使用的這種增材制造設(shè)備，可能是很多制造商想都不敢想的，但空間組織在3D打印方面的一舉一動仍然世界矚目。

據(jù)美國宇航局馬歇爾太空飛行中心透露，一種全新的增材制造工藝正在萌芽，被稱為“LWDC”，可用于制造3D打印火箭發(fā)動機噴嘴，與其他金屬增材制造技術(shù)相比，它的速度更快，成本更低。

從外表看，噴嘴看起來很簡單，但它們其實非常復(fù)雜。新的技術(shù)采用的制造工藝，能精確地關(guān)閉噴嘴的冷卻劑通道，并形成了一個支撐套，在發(fā)動機運行過程中產(chǎn)生結(jié)構(gòu)載荷，這可以保護(hù)墻壁不受噴嘴的高溫影響。

精確地“關(guān)閉”打印噴嘴的冷卻液通道

NASA稱，這項技術(shù)的目的是開發(fā)一個強大的技術(shù)工藝，與傳統(tǒng)的制造工藝相比，能消除其中的幾個步驟。由于噴嘴的熱壁厚度僅為幾張紙的厚度，而且在操作過程中必須承受高溫和壓力，所以制造過程更加復(fù)雜?；鸺l(fā)動機噴嘴類型采用主動冷卻或“再生式”冷卻工藝，在噴嘴內(nèi)裝有許多通道，推進(jìn)劑通過這種噴嘴布置，能夠適當(dāng)?shù)貙C器表面進(jìn)行冷卻。但是，這些通道必須密封，來容納高壓冷卻液。

這樣就會形成一個支撐“保護(hù)層”，在發(fā)動機運行期間對結(jié)構(gòu)負(fù)載作出反應(yīng)。這項3D打印技術(shù)已經(jīng)被美國佛羅里達(dá)州的KeystoneSynergistic使用，該公司使用LWDC來制造和測試噴嘴。該3D打印的火箭發(fā)動機噴嘴已在馬歇爾太空飛行中心進(jìn)行了熱測試，測試時間超過1,040秒。

現(xiàn)在，這項技術(shù)在整個行業(yè)的商業(yè)應(yīng)用中得到了認(rèn)可。這些項目發(fā)明背后所映射的，是馬歇爾公司正在刺激小型企業(yè)，以最大限度地利用美國在空間技術(shù)和探索方面的投資回報的現(xiàn)象。通過新技術(shù)的開發(fā)，使私人空間公司可以將其作為供應(yīng)鏈的一部分。并將這種新技術(shù)注入整個行業(yè)，以改善先進(jìn)制造業(yè)。