全球3D打印航天领域六大成果(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开发新一代立方体卫星3D打印推进系统
2014年12月份的时候，相关媒体曾经报道过，Aerojet Rocketdyne成功完成了对MPS-120立方体卫星（CubeSat）上的3D打印肼集成推进系统的点火试验。近日，该公司又一次被美国宇航局（NASA）召唤，开发它的下一代——MPS-130上使用绿色推进剂的模块化推进系统。这一次同样是3D打印的。这份新协议似乎是Aerojet Rocketdyne公司和NASA之间长期合作历史中最新的一部分。Aerojet Rocketdyne公司是世界公认的为航天、导弹和战略系统提供推进和动力系统的领导者，同时在3D打印技术的应用方面也处于领先地位。就在几周前，该公司就与NASA签署了一项金额为16亿美元的合同，为后者3D打印RS-25火箭发动机。而在几个月之前，NASA测试成功的F-1火箭发动机的3D打印部件也是由Aerojet来完成的。事实上，从2013年起，双方在3D打印火箭发动机部件的合作就已经开始了，媒体也对此也曾经进行过多次报道。
在此次交易中，似乎MPS-130立方体卫星的推进系统也将采用与MPS-120同样的方式开发。不过此次的不同之处在于，MPS-130将首次采用绿色推进剂（全名为AF-M315E）。这不仅会改善CubeSat在太空中的能力，而且还提供了一个比传统的肼推进剂更安全、更高效、性能更高的选择。“我们为在推动立方体卫星推进系统的发展方面与NASA建立的伙伴关系而感到兴奋。”Aerojet Rocketdyne公司CEO Eileen Drake称：“毫无疑问它将在私营部门和公共部门中为那些寻求提升微型卫星能力，并且希望能够更经济、有效和安全地操作它们的人们打开一扇新的大门。”根据计划，MPS 130的绿色推进系统将给立方体卫星和微型卫星（nanosats）提供足以媲美大型卫星的动力，但是其尺寸却小得多。这将使其具备更长的任务周期、更大的弹性和更多的机动选项，无论是在较高还是较低的轨道中。复杂的近距离操作和编队飞行也会在这种下一代推进系统中使用。它将同时具备基本的推进能力和3轴控制能力，这也是为那些需要显著的ΔV能力的立方体卫星的客户设计的。关于MPS-130的更多技术细节，请点击此处。
据了解，此次交易也是NASA利用公私合作关系推动引爆点技术计划的一部分，而该计划的目的之一就是将类似3D打印这样的下一代技术推进到商业上可行的境地。作为交易的一部分，Aerojet Rocketdyne公司未来将会交付一个完全集成的带绿色推进器的MPS130系统进行飞行演示，当然还要进行相应的开发和验证测试。
俄罗斯推出碳纤维3D打印机太空制造卫星零部件
根据国外媒体报道，一个俄罗斯研发团队目前正在研发能在国际空间站（ISS）使用的3D打印机。设计人员表示，他们的打印机将使用复合打印材料在太空直接生产电池、天线以及CubeSat立方体纳型卫星所需的技术部件。该项目将结合斯科尔科沃基金会（Skolkovo Foundation）常设公司Sputnix和Anisoprint，以及莫斯科理工大学的研究成果。
Sputnix公司主要进行高科技微卫星组件的开发，并在2014年发射了俄罗斯首个私人地球遥感卫星。Anisoprint主要生产高性能纤维增强塑料。该合作项目旨在克服外太空制造生产过程中遇到的难题，如创伤、尺寸限制以及将新材料发送至轨道等。美国已经在国际空间站开发了一款目前正用于试验项目的3D打印机。在2014年推出的、由NASA和美国太空制造公司（Made by Space）生产的3D打印机使用塑料线材，能打印原型和备用小零件。
在今年4月，NASA安装了另一台由美国太空制造公司生产的增材制造设备（AMF）3D打印机。该AMF 3D打印机也能制造工具并提供维护，并对第三方开放使用，在太空3D打印物体。而该俄罗斯团队计划进行两种材料组合打印，并最终实现小型卫星部件的打印。虽然许多其他3D打印机使用熔融塑料，这款3D打印机结合了热塑塑料与持续加固碳纤维材料。据说这种复合结构比传统的熔融塑料硬度强10倍。设计人员表示这款3D打印机能被用来生产反射器、天线以及太阳能面板。
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3D打印市场规模不断扩大，
工信部：去年全球3D打印产
2020年，全球3D打印产业规
工业级3D打印设备占主流，
3D打印，制造业的未来
三年后市场规模可达56亿，
