随(suí)着太空探索技术公司(SpaceX)和蓝色起(qǐ)源(Blue Origin )等民营航天公司的崛起,新的技术和运营理念(niàn)正在飞速改变(biàn)商(shāng)业航天(tiān)的发展。低(dī)成本是民营航天公司(sī)的(de)一大优(yōu)势。为实现更低成本发射(shè),3D打印火箭成为多家公司的尝试方向。
2019年底,在德国法兰克福举行的全(quán)球(qiú)最大(dà)3D打(dǎ)印贸(mào)易展上,Titomic展出其制造(zào)的一枚5.5米高(gāo)的钛合金火箭,这是目前全球最大的3D打(dǎ)印钛合(hé)金火箭(jiàn)。
这(zhè)枚火箭是昆士(shì)兰Gilmour Space技术公(gōng)司制造的27米火箭(jiàn)的缩小版模型,整(zhěng)体制(zhì)造完成只用了27.6小时(shí)。
Titomic在YouTube发(fā)布的视频里称,采用性(xìng)能优越的钛(tài)合金(jīn)和其他高性能合(hé)金,该公司可以在165个(gè)小时内制(zhì)造出(chū)一(yī)枚全尺寸的完(wán)整火箭。
Titomic成(chéng)立于2014年(nián),主要从事大尺寸金属零件及复杂形(xíng)状(zhuàng)零件的大批量生产。它采用一(yī)种被称作 Titomic动力聚合(Dynamic Fusion)的(de)技术,将(jiāng)钛金属和非金属粉(fěn)末等原料喷覆在支(zhī)架上进(jìn)行3D打(dǎ)印。由此制造的火箭,具(jù)有(yǒu)质量更轻、强(qiáng)度更大、成本更低的特(tè)点。
Titomic已将该技术广泛地应用在自(zì)行(háng)车制造、船(chuán)舶零件和商业航天领域。

钛(tài)被称作宇宙(zhòu)金属(shǔ)或太空金(jīn)属,是航天工业(yè)中的一种重要原材(cái)料,具有(yǒu)很(hěn)好的耐腐(fǔ)蚀性,重量仅为钢铁的一半,且强度(dù)高于铝材和钢(gāng)材,在火箭和(hé)导弹的制造(zào)中得到了(le)广(guǎng)泛应(yīng)用。
据Titomic介绍,航空航天产业是(shì)钛合金的最大客(kè)户,用钛(tài)合金可以制造机身、轴承、外壳、起落架等构件(jiàn),具(jù)备优良(liáng)的耐热、耐腐(fǔ)蚀性(xìng),高强度(dù)和低密度。
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(lǚ)材或钛合金的坯料上加工而成。3D打印技术(shù)几乎可以直(zhí)接将零(líng)件制成(chéng)所(suǒ)需(xū)的形状(zhuàng),只需(xū)要消耗之前金(jīn)属用(yòng)量的10%,将(jiāng)BTF比降低80%。这显著地提高了公司的(de)盈利能力,并将火箭生(shēng)产时间从数天(tiān)缩短至数小时。
BTF比(bǐ) ,即Buy-to-fly ratio,指的(de)是制(zhì)造(zào)一个零件(jiàn)所需原材料(liào)量与最终零件中所(suǒ)含有材料量的比率。BTF比 越高(gāo),意味着零部件生产(chǎn)成(chéng)本(běn)越(yuè)高。
Titomic并不是唯一一家从事3D打(dǎ)印火箭技术的(de)公司。
成立于2016年的美(měi)国初创航天(tiān)公司——相对论太空(kōng)公司(Relativity Space),在2019年10月完成了1.4亿美元的融资。这部分(fèn)资金将(jiāng)支持该公司用3D打印技术(shù)发展火箭与航(háng)天事业。
相对论太空公司(sī)称,从理论上讲,他们能(néng)在60天时间内完(wán)成火箭发射(shè)前的准(zhǔn)备工作,包(bāo)括原材料的准备、生产组装,再到登上发射台。
据CNBC报道,相(xiàng)对(duì)论空间公(gōng)司(sī)的首席(xí)执行官Tim Ellis表示,相对论(lùn)空间公司的3D打印火箭将在(zài)2021年初进(jìn)行首次(cì)轨道发射。
相(xiàng)对论空间公司(sī)最新型号的专利3D打印机名为星(xīng)际(jì)之门(Star Gate),该打(dǎ)印机高30英尺,拥(yōng)有多个触手。Terran-1号火(huǒ)箭是星际之门打印的第一(yī)枚(méi)火箭,其全身95%零部件由3D打印(yìn)机(jī)制造。