位于阿拉巴馬州亨茨維爾的美國國家航空航天局馬歇爾太空飛行中心的工程師開發(fā)并測試了一種名為激光直接拋光（LWDC）的新型增材制造技術(shù)。 3D打印方法可用于在更短的時間內(nèi)以更低的成本制造火箭發(fā)動機(jī)噴嘴。

你可能永遠(yuǎn)不會擁有美國航空航天局使用的那種增材制造設(shè)備，但空間組織的3D打印工作仍然是世界上最引人入勝的。我們一直密切關(guān)注其空間發(fā)射系統(tǒng)的部分3D打印RS-25火箭發(fā)動機(jī)，而其更多的3D打印項目通常同樣有趣。

本周，美國宇航局馬歇爾太空飛行中心的工程師透露了一種全新的增材制造工藝的發(fā)展。它被稱為Laser Wire Direct Closeout，可用于制造3D印刷火箭發(fā)動機(jī)噴嘴 - 與其他金屬添加劑制造技術(shù)相比，其速度更快，成本更低。

顧名思義，LWDC不是粉末床添加劑制造工藝。相反，3D打印技術(shù)使用自由形式的能量線沉積工藝來制造復(fù)雜的金屬部件。該技術(shù)已被美國宇航局授予專利，據(jù)稱可將制造時間從幾個月縮短到幾周。

據(jù)美國國家航空航天局的工程師介紹，3D打印過程旨在精確地“關(guān)閉”打印噴嘴的冷卻液通道。 這些通道含有高壓冷卻液，可以保護(hù)噴嘴極薄的壁面免受極高的溫度影響。

美國國家航空和宇宙航行局使用的火箭發(fā)動機(jī)噴嘴類型被主動冷卻或“再生式”冷卻，這意味著在噴嘴內(nèi)制造了一系列通道，隨后在燃燒循環(huán)中使用的推進(jìn)劑通過噴嘴布置以適當(dāng)?shù)乩鋮s其壁。 但是，這些通道必須封閉，密封，以容納高壓冷卻液。

美國宇航局新的LWDC 3D打印工藝有效地密封了冷卻液通道，并形成了一個支撐“護(hù)套”，在發(fā)動機(jī)運行期間對結(jié)構(gòu)負(fù)載進(jìn)行反應(yīng)。

馬歇爾發(fā)動機(jī)部件開發(fā)和技術(shù)分部的高級推進(jìn)工程師Paul Gradl表示：“我們推動這項技術(shù)的動機(jī)是開發(fā)一個強(qiáng)大的工藝，消除傳統(tǒng)制造工藝中的幾個步驟。 “由于噴嘴的熱壁只有幾張紙的厚度，并且在操作過程中必須承受高溫和應(yīng)變，因此制造過程變得更加復(fù)雜。”

3D打印技術(shù)已經(jīng)被佛羅里達(dá)州圣露西港的Keystone Synergistic使用，該公司使用LWDC來制造和測試自己的噴嘴。 3D打印的火箭發(fā)動機(jī)噴嘴在馬歇爾太空飛行中心進(jìn)行了熱測試，測試時間超過1,040秒。

作為同一項研究的一部分，美國宇航局還開發(fā)了一種磨料水射流研磨工藝，以及第二個3D打印工藝，該工藝可以生成近凈形的內(nèi)襯，用于容納噴射研磨的通道。

所有這些新技術(shù)都是通過美國國家航空航天局的小企業(yè)創(chuàng)新研究計劃開發(fā)的，幫助小企業(yè)從美國宇航局的巨大技術(shù)能力中受益。

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