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新兴火箭制造商Relativity Space,其火箭约95%部件为3D打印

南极熊导读:全球新兴的火箭制造商Relativity Space,其火箭大约95%的部件是3D打印的。相比传统火箭超过70000个零部件,他们的竟然优化到700多个金属3D打印件。

△Relativity Space新总部的第三代3D打印机,CEO Tim Ellis站在旁边

火箭制造商Relativity Space今年夏天搬进了位于加州长滩的新总部,并已经在制造明年年底首次发射所需的零部件。

Relativity目前正在制造Terran 1火箭的第一次升级。但与其他火箭不同的是,Relativity公司使用多台3D打印机来制造Terran 1,火箭的设计中约有95%的部件是3D打印的,这使得Relativity公司的火箭比传统火箭的复杂程度更低,制造或修改速度更快。此外,Relativity表示,使用3D打印这种更简单的工艺,能够在60天内将原材料变成发射台上的火箭。

△3D打印的Relativity Space Aeon发动机点火虽然Relativity已经在测试3D打印技术方面取得了进展,12万平方英尺的总部将作为制造和发射业务的基础。Relativity现在正在使用第三代3D打印机,能够制造单块金属件高达32英尺(近10米)。

Relativity最近招聘了第200名员工,2019年筹集了1.4亿美元,让扩张有了充足的弹药。投资者包括Social Capital、Playground Global、Y Combinator、Bond Capital、Tribe Capital、Jared Leto和Mark Cuban。

新总部正在进行生产

△Relativity开始入驻前空荡荡的厂房

Dunn是最近新入职的人之一,在SpaceX工作了近13年后,大约四个月前被引进。他在离开埃隆-马斯克的火箭公司后表示,Relativity已经超出了他的预期。

"我们的工程办公室离我们的工程区只有一扇门,简直就像两步之遥。因此,从你的电脑和分析工具可以直接出去看硬件,意味着超级紧密的迭代升级循环,效率非常高。"

Relativity保留并升级了开发的第一代和第二代打印机,并在7月为第三代打印机安装了机械臂。Relativity现在总共拥有至少7台3D打印机。首席执行官Tim Ellis告诉CNBC,未来还会造更多的金属3D打印机。

Ellis说:"新的打印机已经投入使用,正在打印我们的第一个飞行部件,几台打印机正在建造飞往轨道的第一枚火箭,我们正在为第一次飞行建造第一级、第二级火箭。"

Relativity的一些投资人已经参观了新总部,Ellis补充说。

第三代3D打印机

Terran 1火箭中唯一不使用3D打印的部分是电气系统,Ellis说:"两桶原材料进来,然后打印机将这些材料打印成火箭。"

△8月建设中的新型3D打印机

Terran 1号在发射台上站立约115英尺高,因此Relativity公司正在分段建造火箭,然后使用专门的 "水平拼接系统 "将各部分拼接在一起。系统本质上是另一个机械臂,它将把各个部分缝合在一起。

Dunn说:"使用水平接合器的好处是,它允许我们运行更多的第三代打印机,可以缩短飞行器的总建造时间。我们每天能够在每台打印机上打印一英尺金属,所以当我们在所有打印机上一起运行时,我们将能够在不到一个月的时间内打印出一枚火箭。"

Ellis说:"我们的定制铝合金一直在不断完善和迭代。这是我们不销售3D打印系统,而是自己使用,为客户提供火箭制造服务。"

△智能控制,实时质量控制和零件检查,智能数据驱动制造,机器学习控制算法,增材减材一体化的金属3D打印,可实现复杂的几何形状

Relativity对3D打印的全盘投入引起了其他火箭制造商的怀疑,他们都至少在有限的程度上使用了增材制造。Ellis指出,来自国防高级研究计划局DARPA的数据显示,航空航天行业 "在生产和设计开发方法上,仍然使用我们60年前的基本制造工具"。

Ellis说:"与其他行业[如汽车制造业]相比,DARPA的数据显示航空航天业实际上是在朝相反的方向发展,今天设计、开发和迭代一个新产品的时间实际上比60年前要慢。历史将是最好的指标,但我认为其他人错了,就是因为没有足够的眼光去思考未来。" 

自从五年前联合创办Relativity以来,Ellis一直在实现自己的愿景。

"将增材制造用于航空航天,用于火箭应用,绝对可以,也会成功。"Dunn说。

△Relativity 3D打印机制造火箭燃料箱

Realtivity的Terran 1火箭只有730个独立的部件,比一般的火箭少了大约100倍。复杂性的降低也带来了快速进行更改和升级的能力。

Ellis说:"我们不仅能在60天内造出一枚火箭,60天后我们还能做一个更好的版本。而每做一个版本,我们都会优化质量,让它更轻,更便宜,更快,让我们生产。这是一个价值链的完全重写,我想这就是为什么人们容易错过它的原因——他们把它看作是一种制造技术。但它是一种由软件驱动的全新的构建、设计和开发产品的方式。”

Jefferies航空航天分析师Sheila Kahyaoglu强调,Terran 1火箭每次发射的价格为1200万美元,很有竞争力。

测试仍在继续,争取明年首次发射

Relativity还在开发自己的系列火箭发动机,名为Aeon 1。Ellis说:"现在几乎每天都在多个试验台进行发动机测试。"

"我们现在的测试次数远远超过了400次,有几天我们已经做了六七次测试,"他补充道。

Relativity测试在美国宇航局位于密西西比州的斯坦尼斯航天中心点火,该中心长期租赁了多个测试室。埃利斯指出,该公司最近聘请了一名斯坦尼斯站点主任。克雷-沃克,另一位前SpaceX工程师,曾领导猎鹰9号火箭第二级的测试。

首批任务将从佛罗里达州的卡纳维拉尔角发射,Relativity已经在16号发射场破土而出。公司现在有一套 "极其健全的测试标准和明确的测试活动摆在我们面前",向着第一次发射的方向前进。

和SpaceX一样,Relativity计划用卡车将火箭运往全国各地,从加利福尼亚运到斯坦尼斯进行测试,然后在佛罗里达州发射。

△电脑渲染图:Relativity的火箭Terran从卡纳维拉尔角的LC-16发射台发射


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