
3D 打印的零件现在位于另一个星球上,由毅力号火星车部署到火星。这显示了增材制造 (AM)(3D 打印的另一个术语)如何用于生产太空探索部件(包括推进装置和结构部件)的增长。对于运载火箭的推进,特别是火箭发动机,使用激光增材制造的优势很大。
增材制造的好处包括减少发动机零件的总数、简化设计、打印具有独特悬垂角的冷却通道、和改进的推力。另一个好处是,与数百个零件相比,处理数十个零件可以降低制造缺陷的风险。由于使用了专为 AM 设计的更好材料,改进了热 c可以获得容量和强度,从而提高发动机效率。提高发动机效率可以转化为实现更高的轨道或运输更大的有效载荷。
增材制造开辟了更多的飞行窗口,并因此更容易进入太空。
使绿色激光器适应增材制造
通快使用绿色激光技术通过激光金属熔合打印的纯铜部件。
激光增材制造的一项特殊创新——可能是增材制造中最保守的秘密——是绿色激光的部署激光。使用 515 nm 可见光谱中的波长(与 1063 nm 的近红外或 NIR 相对),可以使铜、铝、金、银、铂和铱等高反射材料的激光增材制造更加有效和高效的。结合这些反映活性材料,NIR 激光器很难将光束耦合到金属,并可能导致反射损失、不稳定的熔池、飞溅和打印部件中的孔隙率。在传统的激光切割和焊接方面发展起来的绿色激光技术在应用于 3D 打印时,对于加工此类材料更有意义。绿色激光技术可实现更高的密度、更低的孔隙率、更好的表面光洁度、更少的飞溅和更高的生产率。根据所使用的部件和参数,它的速度最高可达使用纯铜粉的 IR 激光源的十倍。
绿色激光意味着铜部件

对铜和铜合金的兴趣一直由 NASA 的 Rapid 和 Ananalysis Manufacturing Propulsion Technology (RAMPT) 计划,该计划使用红外激光通过激光粉末床融合(也称为 LMF-激光金属融合)打印推力室。与镍合金相比,铜的导热性有所提高,这是探索将其用于此应用的一个令人信服的理由。 Launcher 和 Virgin Orbit 等其他私人发射公司也通过粉末床加工和激光 DED(定向能量沉积——也称为 LMD,用于激光金属沉积)生产大型铜合金部件。在铜等高反射材料上使用绿色波长激光是显而易见的——它可以提高打印质量和速度。
对于目前正在研究的铜合金(C18150、GR Cop 42、GR Cop 84 等) ,随之而来的是更高的生产率提供更快的打印速度和更少的缺陷将是更好地访问空间的另一个贡献者。通快还一直致力于开发铜参数使用绿色激光增材工艺,同时使用粉末床熔合和激光 DED 或 LMD。
通过在这些工艺中使用增材技术来缩短太空探索的制造循环,从而缩短交付时间,从而获得更多的飞行窗口用于最终车辆。飞行窗口、更高轨道和更大有效载荷的可用性增加为进入太空开辟了更多机会,无论是用于太空旅游还是运送通信设备、探测器、望远镜等。这是参与太空探索的激动人心的时刻,现在秘密已经揭晓。绿色激光技术是开启太空的钥匙。