SAB Aerospace利用DED技術3D打印火箭發(fā)動機噴嘴

2024年9月27日，南極熊獲悉，SAB Aerospace (SAB)使用 Prima Additive 的定向能量沉積（DED） 技術制作了該公司有史以來生產(chǎn)的最大、最復雜的火箭噴嘴之一的首個演示模型。這一標志性產(chǎn)品的面世與SAB公司的愿景也很相合，即 “一步一步打造太空的未來”。

△DM3DTechnologies的增材制造 SAB 火箭噴嘴。

通過利用 DED 增材制造技術，SABAerospace 可以生產(chǎn)具有復雜內(nèi)部特征的大型部件，而這在傳統(tǒng)制造技術中是無法實現(xiàn)的。這不僅簡化了生產(chǎn)流程，還為航空航天部件的設計和功能開辟了新的可能性。

SAB Aerospace 使用配備DED 技術的 Laserdyne 795XL 金屬 3D 打印機（來自 Prima Additive），能夠以無與倫比的速度、精度和效率生產(chǎn)大型復雜部件。該打印機的構建體積超過一立方米，可以創(chuàng)建定制規(guī)格，而這在其他制造技術中很難實現(xiàn)，甚至不可能實現(xiàn)。

△利用其基于 DED 的新型 3D 打印技術，SAB能夠比以前更快、更經(jīng)濟高效地生產(chǎn)噴嘴（如圖所示）。

SAB Aerospace 與AVIO 合作，利用 Inconel 系列鎳基高溫合金材料開發(fā)了金屬 DED 3D 打印火箭發(fā)動機噴嘴。這種組合使噴嘴比傳統(tǒng)設計更輕、更高效，這對于需要最大限度提高有效載荷能力的深空任務至關重要。

Inconel 專為高性能火箭發(fā)動機而設計，是一種鎳基高溫合金，具有高強度、出色的導熱性和卓越的抗蠕變性。Inconel 因其在各種溫度和壓力下的耐腐蝕性而在航空航天應用中備受青睞。這種特性在惡劣的太空條件下尤其有價值，使其成為制造太空噴嘴的首選材料。

了解 SAB Aerospace 如何利用 DED 增材制造來創(chuàng)造復雜而高效的航空航天部件。這些特性使該材料能夠承受高溫下的巨大應力和應變，而其良好的低周疲勞性能有助于防止材料失效。Inconel 合金可承受的溫度比傳統(tǒng)合金高出 40%，從而提高了部件的性能和可重復使用性。

Inconel系列鎳基高溫合金因其高強度、均勻的耐腐蝕性、抗應力開裂性以及在 500° 至 600°F (260–316°C) 水溫范圍內(nèi)的出色抗點蝕性而受到特別青睞。此外，它在高溫下（特別是在 1200° 至 1400°F (649–760°C) 時具有高允許設計強度，使其成為此類應用的首選材料。

SAB Aerospace 噴嘴的另一個獨特之處在于其創(chuàng)新設計，包含微型內(nèi)部通道。這些通道對于保持噴嘴的溫度至關重要，可防止其在高強度操作條件下熔化。與可能需要數(shù)千個單獨連接部件的傳統(tǒng)制造方法不同，SAB Aerospace 的噴嘴是一體式構造。這減少了連接數(shù)量，并大大縮短了制造時間。

雖然各家航空航天公司仍在評估新型合金和 DED 增材制造的潛力，但 SAB Aerospace 已經(jīng)采用了這些技術。目前，該公司的重點是開發(fā)輕型增材制造合金火箭噴嘴，這是實現(xiàn)更高效、更強大的太空任務的關鍵部件。通過這些努力，該公司旨在引領行業(yè)創(chuàng)造創(chuàng)新實用的解決方案，不僅滿足而且超越未來太空探索的需求。