NASA 3D打印火箭发动机用于其artemis探测任务

美国宇航局正准备将人类送上月球，然后再发射到火星，这个计划作为阿特米斯太空探索任务的一部分。在这次太空航行中，美国机构决定采用金属添加剂制造，更确切地说，依靠粉末定向能量沉积技术，这是一种3D打印技术，类似于DED技术。关于这项技术，NASA正在设计相应的火箭：RAMPT(快速分析和制造推进技术)项目的目标是额外制造大型空间火箭发动机。为了测试金属三维打印技术的优越性，研究小组设计了直径为1米、高度为0.9米的一体化冷却通道喷管。

美国宇航局几年来一直在探索添加剂制造的潜力，主要集中在金属3D打印上，这使该机构的设计能力得到了保障。2019年4月，美国航天局启动了RAMPT项目，以开发新的设计和制造方法，以改善燃烧室和喷嘴性能，同时降低成本。因此，RAMPT主要集中在发动机系统中两个最重的部件，它们也是今天生产的最昂贵的部件。最终，我们的目标是在全国范围内充分整合新的制造工艺，包括3D打印，对材料进行定性，当然，还要测试结果。正是在这种背景下，NASA创造了一个由金属制成的3D打印喷嘴。

RAMPT项目是基于吹粉定向能量沉积技术，将金属粉末注入到激光加热的金属熔池中。一种附着在机器人手臂上的打印头，根据预先确定的模式移动，并通过光学激光使吹粉变硬，逐层制造零件。它与DED技术几乎是一样的，DED以能够修理金属零件和制造火箭发动机喷嘴等大型部件而闻名。

RAMPT的共同首席研究员PaulGradl解释道：“这是一个具有挑战性的过程，传统的制造喷嘴，它可能需要很长的时间。吹粉定向能量沉积添加剂制造允许我们创造非常大规模的组件，具有复杂的内部特征，这是以前不可能的。我们可以大大减少制造通道冷却喷嘴和其他关键火箭组件的时间和成本。“.

研究小组展示了第一个直径为1米、高0.9米的大型喷嘴，它只用了30天就制造出来了。这种部件使用传统的焊接方法通常需要一年的生产时间。有趣的是，它结合了冷却通道，允许低温推进剂气体通过以保持最佳温度。通过优化设计方法，添加剂制造允许这种复杂性。

德鲁·霍普评论道：这一技术进步意义重大，因为它使我们能够以比过去更低的价格生产最困难和最昂贵的火箭发动机部件。此外，它还将允许航空航天行业内外的公司也这样做，并将这一制造技术应用于医疗、交通和基础设施行业。“3D打印喷管将进行一系列测试，包括燃烧温度为6000度，压力与火箭发射时观察到的压力相同。