美研究利用3D打印技术制造火箭发动机零件

中新网4月3日电 据中国国防科技信息网报道，最新的前沿制造技术已经对太空探索的未来产生了显著影响。

　　J-2X火箭发动机的主承包商――美国普惠・洛克达因公司近期正利用先进的“选择性激光熔凝”(SLM)3D打印工艺，制造用于发动机的排气孔盖(exhaust port cover)。SLM利用激光束，将金属粉末熔合成一种特殊形状来建造排气孔盖，这是火箭发动机涡轮泵的一个重要维护口。

　　这一零件在3月7日的火箭发动机点火试验期间，暴露在恶劣环境下进行了试验。J-2X发动机为NASA“太空发射系统”(SLS)计划提供重要支撑，SLS项目经理表示，此次成功验证了“选择性激光熔凝”概念：美国在推进下一代重型运载火箭的同时，工程师们正在寻求类似于SLM的方法，使得火箭更具经济性。例如，利用新技术制造该零件的成本是利用常规方法制造该零件成本的35%，节省力度尤为显著，希望在后续项目中推广。

　　排气孔盖在发动机点火时暴露在极端温度和环境下。发动机正常运转后，试验操作者打开排气孔盖检查涡轮泵上的转矩，并查看排气孔盖本身。初步结论认为，排气孔盖运行与预期一样。这是首次在全尺寸发动机试验中进行SLM零件点火试验。尽管排气孔盖在复杂的液体发动机中属于相对简单的零件，但能使得我们发展新的设计标准、审查技艺、材料特性。

　　NASA马歇尔航天中心近期验证了该技术如何通过将建造发动机零件的时间缩短数月，而为SLS节省预算。其中一个零件是RS-25发动机的弹簧Z隔板，用于减缓飞行中发动机可能遭遇的剧烈震颤。

　　传统隔板的成形、加工和焊接需要耗时9-10个月，而通过计算机辅助设计零件，利用SLM建造该隔板仅需9天，这显然节省了时间和成本。从结构上看，减少传统焊接也使得该部件更加坚固完好。

　　选择性激光熔凝是SLS先进研究办公室研究的前沿技术和概念之一，该办公室正在研究使SLS在安全、经济可承受、可持续性方面成为世界上最强的运载火箭的途径。这次成功的J-2X试验，为设计并制造用于J-2X发动机和RS-25发动机上更加复杂的SLM零件、最终节省成本和制造时间奠定了基础。

　　2017年，SLS将首次从NASA肯尼迪航天中心试射，将向月球轨道发射一个“猎户座”无人航天器。