随(suí)着太空探索技术公(gōng)司(SpaceX)和(hé)蓝色起源(Blue Origin )等民营(yíng)航天公司的崛起,新的技术和(hé)运营(yíng)理念正在飞速改(gǎi)变商(shāng)业航天的发(fā)展。
低成本是(shì)民营航(háng)天公司的一大优势。为实现更低成本发(fā)射,3D打印火(huǒ)箭成为多(duō)家公(gōng)司(sī)的尝试方向。
2019年底(dǐ),在(zài)德国(guó)法兰克福举行(háng)的全球最大3D打印贸易展上(shàng),Titomic展出其制造(zào)的一(yī)枚5.5米高的钛合金火箭,这(zhè)是(shì)目前全球最大(dà)的3D打印钛合(hé)金火箭。
这枚火箭是昆(kūn)士(shì)兰Gilmour Space技术公司制造(zào)的27米火箭的(de)缩小版模型,整体制造(zào)完成只用了(le)27.6小时。
Titomic在YouTube发布的视(shì)频(pín)里称,采用(yòng)性能优(yōu)越的钛合金(jīn)和(hé)其他高性能合(hé)金,该公司可以在165个(gè)小时内制造出(chū)一枚(méi)全尺寸的完整火箭。
Titomic成(chéng)立于2014年,主(zhǔ)要从事(shì)大(dà)尺寸金属(shǔ)零(líng)件(jiàn)及复杂形状零件的(de)大批量生产。它采(cǎi)用一(yī)种被称作 Titomic动力(lì)聚(jù)合(Dynamic Fusion)的技术,将钛金属(shǔ)和非金属粉(fěn)末等原料喷覆在支(zhī)架上进(jìn)行3D打(dǎ)印。由此制造(zào)的火箭,具有质量更轻、强度更大(dà)、成本更低的特点。
Titomic已将该技术广(guǎng)泛(fàn)地应用(yòng)在自行车制造、船舶零件(jiàn)和商业(yè)航天领域。

钛被称作宇宙金属或(huò)太空金(jīn)属,是航天工业中的一(yī)种重要原材(cái)料,具(jù)有很好的(de)耐腐蚀性,重量仅为钢铁的一半,且强度高于铝(lǚ)材和钢材,在火箭和导弹的制造中得到了广(guǎng)泛应用。
据Titomic介绍,航空航天产(chǎn)业是钛合金的(de)最大客户,用钛合(hé)金(jīn)可以制造机(jī)身、轴承、外壳、起落架等构件,具(jù)备优(yōu)良的耐热、耐腐蚀(shí)性(xìng),高强度和(hé)低(dī)密度(dù)。
Titomic表示,在目前的航空航天工业中,超过九成的材料直接在铝材或钛(tài)合金的坯料上加工而成(chéng)。3D打印技术几乎可(kě)以直接将(jiāng)零件制成所(suǒ)需的(de)形状,只需要消耗之前金属用量的10%,将BTF比降低80%。这显著地(dì)提高了公司的盈(yíng)利能力,并将火箭(jiàn)生产时间从数天缩短(duǎn)至数小时。
BTF比 ,即Buy-to-fly ratio,指的是制造(zào)一个(gè)零件(jiàn)所需原材料量与最(zuì)终零件中(zhōng)所含有材料量的比率。BTF比 越(yuè)高,意味着零部件生产成本越高。
Titomic并不是(shì)唯一一家(jiā)从(cóng)事3D打印火(huǒ)箭技术的公司(sī)。
成立于(yú)2016年的美国初创航天公司——相对论太空公司(Relativity Space),在2019年10月(yuè)完成(chéng)了(le)1.4亿美元的融资。这部(bù)分资金将支持该(gāi)公司用3D打印技术(shù)发展火箭与航(háng)天事(shì)业。

相(xiàng)对论(lùn)太(tài)空公司称,从理论上讲,他们能在60天(tiān)时(shí)间内完成火箭发射前(qián)的准备工作,包括原(yuán)材料的(de)准(zhǔn)备、生产组装(zhuāng),再到登上发射台。
据CNBC报道,相对(duì)论空间公司的(de)首席执行官(guān)Tim Ellis表示(shì),相对论空(kōng)间公司的3D打印火箭将(jiāng)在2021年初进(jìn)行首次轨(guǐ)道发射。
相对(duì)论空间公司最新型号的专利(lì)3D打印机名为(wéi)星际之门(Star Gate),该(gāi)打印机(jī)高30英尺(chǐ),拥有多个触手(shǒu)。Terran-1号火箭是(shì)星际之门(mén)打印的第一枚火箭,其(qí)全身95%零部件由3D打印机(jī)制造(zào)。