美國火箭工藝公司獲得火箭推進劑3D打印技術(shù)專利

位于美國佛羅里達州的火箭工藝公司（Rocket Crafters，RCI）近日宣布，其開發(fā)的火箭推進劑3D打印技術(shù)又獲得一項專利，內(nèi)容主要包括用作火箭推進劑的熱塑性材料與高能納米鋁粉混合物制備技術(shù)，以及推進劑3D打印技術(shù)。

該專利建立在Rocket Crafters公司今年年初獲得專利(US 9,453,479）的基礎(chǔ)上，為混合火箭發(fā)動機制備無瑕疵、高性能的推進劑顆粒，這種顆粒材料同時充當火箭的固體推進劑和燃燒室的管狀結(jié)構(gòu)，并采用3D打印技術(shù)實現(xiàn)推進劑復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的成型，使混合火箭發(fā)動機具有簡單的機械結(jié)構(gòu)，并避免發(fā)生意外爆炸，而這兩方面是傳統(tǒng)火箭發(fā)動機無法兼顧的。

當尺寸縮小到納米級，純鋁將變得非常活潑，與大氣接觸會發(fā)生自燃。此前，尚未有人提出安全的將高能納米鋁粉用作火箭推進劑的方法。本專利提出并驗證了安全處理這種材料的方法，使其可以混合、3D打印、運輸、儲存，以及用作混合火箭發(fā)動機推進劑。

在該專利中，每個推進劑顆粒外包覆有熔合層，不同直徑的推進劑顆粒緊密排列成中空的圓柱形結(jié)構(gòu)，這一成型過程由3D打印實現(xiàn)。運行過程中，氧化劑順著中空管道流入，沿管壁發(fā)生燃燒，推進劑顆粒的氣泡狀結(jié)構(gòu)增加了燃燒的表面積，一層推進劑燃燒完畢，下層推進劑繼續(xù)燃燒，直到氧化劑停止流動或推進劑顆粒耗盡。為了安全地制造這種結(jié)構(gòu)，RCI公司對熔融沉積3D打印設(shè)備進行了改造，使推進劑顆�？梢耘c大氣隔絕。

RCI公司正采用該專利技術(shù)制造的火箭發(fā)動機研制全球首枚可批量生產(chǎn)的“無畏”-1（Intrepid-1）運載火箭，最近獲得專利批復(fù)的3D打印技術(shù)擴大了該公司的專利組合，擁有多種已授權(quán)和待定的應(yīng)用。

來源：北方科技信息研究所
作者： 商飛 李良琦
延伸閱讀：
3D 打印火箭引擎？美國軍民合作計劃再獲 54 萬美元研發(fā)資金