美利用SLM 3D打印技術(shù)制造火箭發(fā)動(dòng)機(jī)零件

　　據(jù)中國國防科技信息網(wǎng)報(bào)道，最新的前沿制造技術(shù)已經(jīng)對太空探索的未來產(chǎn)生了顯著影響。

　　J-2X火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的主承包商——美國普惠·洛克達(dá)因公司近期正利用先進(jìn)的“選擇性激光熔凝”（SLM）3D打印工藝，制造用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣孔蓋（exhaust port cover）。SLM利用激光束，將金屬粉末熔合成一種特殊形狀來建造排氣孔蓋，這是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵的一個(gè)重要維護(hù)口。

　　這一零件在3月7日的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火試驗(yàn)期間，暴露在惡劣環(huán)境下進(jìn)行了試驗(yàn)。J-2X發(fā)動(dòng)機(jī)為NASA“太空發(fā)射系統(tǒng)”（SLS）計(jì)劃提供重要支撐，SLS項(xiàng)目經(jīng)理表示，此次成功驗(yàn)證了“選擇性激光熔凝”概念：美國在推進(jìn)下一代重型運(yùn)載火箭的同時(shí)，工程師們正在尋求類似于SLM的方法，使得火箭更具經(jīng)濟(jì)性。例如，利用新技術(shù)制造該零件的成本是利用常規(guī)方法制造該零件成本的35%，節(jié)省力度尤為顯著，希望在后續(xù)項(xiàng)目中推廣。

　　排氣孔蓋在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)暴露在極端溫度和環(huán)境下。發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，試驗(yàn)操作者打開排氣孔蓋檢查渦輪泵上的轉(zhuǎn)矩，并查看排氣孔蓋本身。初步結(jié)論認(rèn)為，排氣孔蓋運(yùn)行與預(yù)期一樣。這是首次在全尺寸發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中進(jìn)行SLM零件點(diǎn)火試驗(yàn)。盡管排氣孔蓋在復(fù)雜的液體發(fā)動(dòng)機(jī)中屬于相對簡單的零件，但能使得我們發(fā)展新的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、審查技藝、材料特性。

　　NASA馬歇爾航天中心近期驗(yàn)證了該技術(shù)如何通過將建造發(fā)動(dòng)機(jī)零件的時(shí)間縮短數(shù)月，而為SLS節(jié)省預(yù)算。其中一個(gè)零件是RS-25發(fā)動(dòng)機(jī)的彈簧Z隔板，用于減緩飛行中發(fā)動(dòng)機(jī)可能遭遇的劇烈震顫。

　　傳統(tǒng)隔板的成形、加工和焊接需要耗時(shí)9-10個(gè)月，而通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)零件，利用SLM建造該隔板僅需9天，這顯然節(jié)省了時(shí)間和成本。從結(jié)構(gòu)上看，減少傳統(tǒng)焊接也使得該部件更加堅(jiān)固完好。

　　選擇性激光熔凝是SLS先進(jìn)研究辦公室研究的前沿技術(shù)和概念之一，該辦公室正在研究使SLS在安全、經(jīng)濟(jì)可承受、可持續(xù)性方面成為世界上最強(qiáng)的運(yùn)載火箭的途徑。這次成功的J-2X試驗(yàn)，為設(shè)計(jì)并制造用于J-2X發(fā)動(dòng)機(jī)和RS-25發(fā)動(dòng)機(jī)上更加復(fù)雜的SLM零件、最終節(jié)省成本和制造時(shí)間奠定了基礎(chǔ)。

　　2017年，SLS將首次從NASA肯尼迪航天中心試射，將向月球軌道發(fā)射一個(gè)“獵戶座”無人航天器。