【機床商務網 機床上下游】澳大利亞的莫納什大學在3D打印火箭發動機方面頗有建樹,2015年澳大利亞莫納什大學曾為法國宇航企業賽峰集團3D打印了兩臺用于概念驗證的噴氣式發動機。
隨后,在2016年,莫納什大學及其增材制造技術產業化的公司Amaero Engineering 和法國賽峰集團簽訂了合作協議,三方將共同推進3D打印噴氣式發動機的科研成果商業化進程。
近日,莫納什大學的科學家們又取得了新的進展,他們在短短四個月內成功完成火箭發動機的設計、3D打印、組裝和測試。這項名為ProjectX項目的火箭發動機是基于aerospike結構的設計理念所設計的,這種設計理念重新思考和反轉了傳統火箭發動機的結構設計理念。
關于aerospike結構的優勢,根據Amaero工程師Marten Jurg,當前航天飛機上普遍采用的傳統鐘形火箭的推力是逐漸減少的,當點火發射的時候效率高,隨后當火箭向上攀升的時候,推力開始減弱。而aerospike結構設計理念可以保持火箭在離開地面后的推力。
aerospike結構通過傳統制造技術很難構建,通過3D打印技術,可以創造復雜的幾何形狀,包括機加工容易形成干涉的部位通過3D打印技術可以得到有效的解決。此外,由于無需傳統的開模、鑄造工藝,從設計到3D打印再到后處理以及測試僅僅花費了四個月時間,這也進一步增強了3D打印火箭發動機的商業化可行性。
鑒于他們在短短四個月內在設計、3D打印和測試火箭發動機方面取得的成功,莫納什大學的研究人員組建了一家名為NextAero的創業公司,旨在將研究和成果帶入航空航天工業。
Monash材料科學和工程系負責人Nick Birbilis教授評論說:“從概念到測試只需四個月即可,這說明了研究結果轉化成商業成果的可行性。通過我們的分公司Amaero,我們可以設計、3D打印和測試金屬零部件,而且不僅僅是航空航天領域,包括外科手術器械,以及從軟管配件到空調零件等一系列需要金屬零件的領域。”
3D打印在火箭發動機的快速開發和測試中起著至關重要的作用,因為它使得研究人員能夠快速生產他們設計的原型,從而允許快速的設計迭代和測試。此外,3D打印技術使研究人員將復雜結構設計理念納入到發動機的設計中來。
NextAero項目負責人Graham Bell表示:“3D打印技術為制造設計領域開辟了一大堆可能性。設計師能夠專注于提高發動機性能的以功能為導向的設計,包括噴嘴幾何形狀和嵌入式冷卻系統。”
根據3D科學谷的市場研究,莫納什大學在推動3D打印火箭發動機走向商業化方面發揮了積極的作用。此前,合作方之一的Amaero Engineering公司負責在法國賽峰集團內部建立了一個新的增材制造工廠,工廠里面配有選擇性激光熔化3D打印機,Amaero Engineering不僅將莫納什大學合作研發的3D打印發動機科研成果在此進行轉化,還把兩臺專為3D打印噴氣式發動機定制的3D打印設備遷移至新的工廠中。賽峰集團負責對3D打印的發動機進行測試和驗證,此后將進入到發動機的正式批量生產階段。在生產階段,賽峰集團將負責3D打印發動機的后處理、機加工工作,在制造完成之后賽峰集團還將負責3D打印發動機的裝配。
(原標題:打開商業空間,莫納什大學3D打印ProjectX火箭發動機)
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