QPL學(xué)生團(tuán)隊利用3D打印腔室制造火箭發(fā)動機

2025年6月27日，南極熊獲悉，貝爾法斯特女王大學(xué)的學(xué)生們研發(fā)出了北愛爾蘭首臺學(xué)生設(shè)計的液體火箭發(fā)動機——開爾文Mk.1，標(biāo)志著北愛爾蘭航天領(lǐng)域迎來了重要的里程碑。項目由女王推進(jìn)實驗室（QPL）牽頭，凸顯了實踐學(xué)習(xí)和先進(jìn)制造技術(shù)對塑造未來航天工程的影響。

作為合作的一部分，LPE（歐洲激光原型公司）贊助了QPL，制造了發(fā)動機的關(guān)鍵部件：一個金屬3D打印燃燒室和一個噴射器頭。這兩個部件的打印、熱處理和后處理均在LPE位于貝爾法斯特的工廠完成。LPE總部位于貝爾法斯特，是領(lǐng)先的增材制造和快速成型服務(wù)提供商，專門為航空航天、醫(yī)療和工業(yè)領(lǐng)域提供高精度3D打印部件。該公司已通過ISO 13485、ISO 9001和AS9100標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。

3D打印腔室采用直接金屬激光燒結(jié) (DMLS) 技術(shù)，以 AlSi10Mg 鋁合金制成，這種鋁合金因其輕質(zhì)和高導(dǎo)熱性而被選中。打印部件具有內(nèi)部冷卻通道，并采用一體式打印，消除了易受應(yīng)力影響的焊縫和接頭。后處理包括完全除粉、熱處理和表面處理，以滿足航空航天級標(biāo)準(zhǔn)。

LPE工程總監(jiān)帕特里克·沃爾斯表示：“增材制造是這款發(fā)動機的理想解決方案，不僅因為它的復(fù)雜性，還因為它能夠在單一工序中實現(xiàn)速度、精度和性能的全面提升。我們很榮幸能夠支持這樣一支雄心勃勃、能力出眾的團(tuán)隊，并為這個代表北愛爾蘭下一代推進(jìn)技術(shù)的項目貢獻(xiàn)力量?！?/div>

QPL成立于2023年，是北愛爾蘭最大的學(xué)生火箭團(tuán)隊，為學(xué)生提供推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計、制造和測試方面的實際經(jīng)驗。Kelvin Mk.1發(fā)動機由異丙醇和一氧化二氮驅(qū)動，計劃于2025年7月10日在韋斯科特空間集群進(jìn)行熱火測試，作為英國Race2Space競賽的一部分。

QPL團(tuán)隊決定采用金屬增材制造技術(shù)，因為其設(shè)計靈活性、速度和部件整合性是關(guān)鍵因素，可以節(jié)省更多時間進(jìn)行發(fā)動機測試和集成。與LPE的合作也為學(xué)生們提供了寶貴的增材工藝設(shè)計經(jīng)驗。

QPL 發(fā)言人表示：“金屬 3D打印賦予了我們更大的設(shè)計自由度、更快的制造速度和更少的零件。LPE 在整個項目過程中提供的支持非常寶貴，最終完成的腔室超出了我們的預(yù)期。”