全球大學(xué)生火箭團(tuán)隊(duì)的一切3D打印優(yōu)先理念

德國學(xué)生火箭團(tuán)隊(duì)Elara Aerospace最近曬出新進(jìn)展：

一個火箭發(fā)動機(jī)噴嘴打印完成，正在后處理。

這個團(tuán)隊(duì)2024年初由幾個慕尼黑工大學(xué)生創(chuàng)立。

其目標(biāo)是建造全球最大的大學(xué)生制造可復(fù)用甲烷液氧火箭，飛到150公里。

如果成功，這將是首個把甲烷液氧火箭送過卡門線的大學(xué)生團(tuán)隊(duì)。

按照官方發(fā)布，這款28kN噴嘴從設(shè)計之初就基于增材制造原理，打印無需支撐結(jié)構(gòu)，渦輪泵接口和TVC執(zhí)行器接口全部集成。

打印由Aconity3D完成，粉末來自m4p material solutions。

火箭發(fā)動機(jī)噴嘴的核心挑戰(zhàn)之一是冷卻。

再生冷卻是常見策略，讓燃料在發(fā)動機(jī)壁內(nèi)的小通道中高速流動，冷卻壁面后再注入燃燒室。

這些冷卻通道形狀復(fù)雜、路徑曲折。

3D打印基本上是讓這么小的發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)再生冷卻的唯一方法。

這里面還有個技術(shù)核心是需要設(shè)計時把通道角度確保調(diào)整成自支撐的45度，省掉支撐結(jié)構(gòu)。

大學(xué)生造火箭團(tuán)隊(duì)全球范圍內(nèi)全面開花，除了Elara，代爾夫特理工大學(xué)學(xué)生團(tuán)隊(duì)DARE的Firebolt發(fā)動機(jī)更極端。

Inconel 718（GH4169）打印的內(nèi)壁只有0.5毫米，接近金屬3D打印的孔隙極限。

在一周內(nèi)完成三次成功熱試車，最長燃燒6.5秒，峰值推力9.73kN。

這些測試數(shù)據(jù)并不驚艷，但全球大學(xué)生們正在獲得3D打印造火箭的第一手實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。

可以預(yù)見這些人這些團(tuán)隊(duì)三五年后會進(jìn)入商業(yè)航天行業(yè)。

他們今天摸索的無支撐策略、冷卻通道設(shè)計、除粉工藝，就是未來的行業(yè)基本功。

也將奠定航天的增材制造優(yōu)先的未來設(shè)計理念。

但當(dāng)大學(xué)生團(tuán)隊(duì)都開始強(qiáng)調(diào)火箭的增材優(yōu)先設(shè)計，說明行業(yè)的新認(rèn)知正在轉(zhuǎn)變。

設(shè)備越來越成熟，粉末供應(yīng)鏈也在完善，接下來比拼的可能是誰更懂為3D打印而設(shè)計。

對3D打印創(chuàng)業(yè)者來說，AM易道認(rèn)為有幾個點(diǎn)：

一是DfAM能力可能比設(shè)備更稀缺。

如果你的團(tuán)隊(duì)還在用傳統(tǒng)思路畫圖、再想辦法讓它能打印，可能要重新審視一下流程。

二是學(xué)生/科研項(xiàng)目是低風(fēng)險的試驗(yàn)田。 他們愿意試新工藝、能接受失敗、對價格敏感但對周期寬容。

可以考慮把這類客戶作為新能力的驗(yàn)證入口，順便提前鎖定未來的技術(shù)決策者。

三是粉末和后處理環(huán)節(jié)有被低估的機(jī)會。 狹窄冷卻通道的除粉工藝是個真實(shí)痛點(diǎn)。

噴嘴出爐不算大新聞。但它折射的趨勢是增材制造思維向下一代工程師的全面擴(kuò)散。

等這批人進(jìn)入工業(yè)界，增材優(yōu)先將是最底層的工程思維。

圖片出自Elara及相關(guān)公開報道。

#增材制造 #3D打印 #商業(yè)航天