细数航天巨头NASA的3D打印七大功绩(2)
NASA成功测试激光3D打印火箭发动机
今年2月份，NASA成功对一台采用多个3D打印复杂部件的火箭发动机进行了测试，该测试采用低温液氢和液氧燃料，产生了2万磅的推力，这也意味着向实现全3D打印的高性能火箭发动机又迈进了一步。
增材制造（或3D打印）技术是提高航天器设计和制造能力的一项关键技术，将在未来太空探索中发挥更大的作用。未来的计划包括对采用液氧和甲烷推进剂的发动机进行测试，这是用于火星登陆器的重要推进剂，因为火星上可能存在甲烷和氧气。重要的是，这些部件与常规的发动机以相同的方式工作，需要承受火箭发动机内极端的温度和压力。涡轮泵的转速可达每分钟90000转（rpm），而最终使推力室产生超过20000磅的推力，像这样的发动机可以为火箭或火星探测器提供所需的推力。
NASA共进行了七项测试，最长的一项持续了10秒。在测试过程中，3D打印的验证机承受了飞行火箭发动机产生推力时所有的极端环境，其中燃料燃烧时温度超过6000华氏度（3315摄氏度），主要用于提供液氢燃料的涡轮泵可承受低于400华氏度（零下240摄氏度）的温度。这些测试使用的是航天飞船推进系统中常见的低温液氢和液氧推进剂。虽然甲烷和氧气被证明是更加适合用于火星探测的推进剂，但采用低温液氢和液氧推进剂能够产生最极端的温度并且使零部件暴露在低温液氢中（这可能会导致脆化），从而能够测试3D部件的极限性能。该团队还计划采用甲烷以及对冷却燃烧室、喷嘴以及涡轮泵等其他关键部件进行测试。
上述这些零部件均采用选择性激光熔融工艺制造，其中，与采用传统的焊接和装配工艺制造的泵相比，3D打印的涡轮泵零部件数量减少了45%，而喷油器则比传统方法制造的减少了200多个零部件，并且其性能也是采用其他方法无法实现。对于阀门等复杂零部件，它的生产周期通常需要一年以上，而采用3D打印技术则可将其缩短至几个月的时间。
NASA成功运送第二台太空3D打印机
对于太空3D打印机，大家应该略有耳闻。近日，美国宇航局准备向国际空间站运送第二台高性能3D打印机，将开始执行太空3D打印任务。这台3D打印机将从佛罗里达卡纳维拉尔角（Cape Canaveral）发射的货运飞船---天鹅座（Cygnus）无人飞船载入国际空间站，同行的还包括食物、水和其他补给。这台3D打印机是第一台太空3D打印机的升级版。这两台太空3D打印机的制造商Made In Space公司表示：“第一台太空3D打印机基本上是一个原型，主要看看这个技术是否有效。而第二台3D打印机可以打印多种材料，打印尺寸也扩大了8倍，而且可以实现更高的分辨率。”
据了解，NASA将使用这台3D打印机在轨道上制造对象，而Made In Space的终极研究目的是在太空中3D打印出整个卫星。另外，当天鹅座飞船抵达国际空间站后，宇航员卸下货物并将垃圾装进飞船。这些垃圾将通过飞船上的航天器火灾实验设备---Saffire，在大气中燃烧，科研人员借此观察火焰是如何在太空环境中蔓延的。这样助于NASA设计相应的安全功能，以减轻载人航天器的火灾风险。
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