NASA为3D打印火箭部件制造特殊的铜合金

2019-03-25 11:42

2019年3月25日，笔者从外媒获悉，美国宇航局与格伦研究中心（GRC）和马歇尔太空飞行中心（MSFC）的研究人员合作开发了GRCop-42，这是一种具有高导电性的铜基高强度合金。使用粉末床熔融（PBF）3D打印，NASA研究人员成功地3D打印了近乎完全致密的GRCop-42组件，这些组件可以抵抗变形，即使在高温下也能保持坚固。

从2014年到2017年，NASA工程师完成了3D打印致密、可用的GRCop-84（Cu-8 at.% Cr-4 at.% Nb）燃料薄膜冷却燃烧室的开发，使用PBF增材制造方法制造低成本的上级液氧- 甲烷推进发动机，最终在2016年和2017年在MSFC进行了几次成功的点火试验。在这项工作的基础上，NASA团队转向开发GRCop-42，这将在相似的情况下提供更高的导热性强度，因而发动机性能甚至高于GRCop-84。

GRCop-42的3D打印工艺和参数是在ConceptLaser M2 3D打印机上开发的，该打印机也用于GRCop-84开发，并通过其惰性手套箱和构建室证明了自己的“铜友好”。根据美国国家航空航天局的数据，2018年初对42个参数进行了初步试验。研究人员对GRCop-42制造的部件进行了测试，例如燃油喷射器面板和燃烧室内衬，并发现GRCop-42部件“可能等于或超过其传统制造商”。

“在这项研究中，MSFC和GRC证明了GRCop-42是一种易于3D打印的合金，可以加成制成完全致密的部件，具有一致的性能，制造效率高于其前身GRCop-84，”NASA表示。“目前正在节省约20％的3D打印时间，其中上述28天的喷嘴现在需要22天多一点，几乎是一周的时间优势。”

“下一步将是使用不同批次的粉末制造几个大的拉伸构造，样品散布在整个250毫米构建板上，不仅验证参数，而且还排除任何其他外部影响，如构建板上的位置或材料批/供应商。”