随着太空探(tàn)索技术公司(SpaceX)和蓝色(sè)起源(Blue Origin )等民营航天(tiān)公司的崛起,新(xīn)的技术和运营理念正在飞速改变商业航天的发展。
低(dī)成本是民营航天(tiān)公司的一大优势。为实现更低成(chéng)本发射,3D打(dǎ)印火箭成(chéng)为多(duō)家公司的(de)尝试方向。
2019年底,在德国法(fǎ)兰克福举行的全球最大3D打印贸(mào)易展上,Titomic展出(chū)其制造的一(yī)枚(méi)5.5米(mǐ)高的钛合金火箭,这是(shì)目前(qián)全球最大(dà)的3D打印钛合金火(huǒ)箭。
这枚火箭(jiàn)是昆士(shì)兰Gilmour Space技(jì)术公司制(zhì)造(zào)的(de)27米火(huǒ)箭的缩小版模型(xíng),整体制造完成只用了27.6小时(shí)。
Titomic在YouTube发布的视(shì)频里(lǐ)称,采用性能优越的钛合金和其(qí)他(tā)高(gāo)性能合金(jīn),该(gāi)公(gōng)司可以在165个小时内制(zhì)造(zào)出一枚全尺寸(cùn)的完整火箭。
Titomic成(chéng)立于2014年,主要从事大尺寸金属(shǔ)零件及复杂形(xíng)状零件(jiàn)的(de)大(dà)批量生产。它采用一种(zhǒng)被称作 Titomic动力聚合(Dynamic Fusion)的技术(shù),将钛金(jīn)属和非(fēi)金属粉末等原料(liào)喷覆(fù)在支架(jià)上(shàng)进行(háng)3D打印(yìn)。由此制造的火(huǒ)箭,具有质量更轻(qīng)、强度更大、成(chéng)本(běn)更(gèng)低的特点(diǎn)。
Titomic已将(jiāng)该技术广泛(fàn)地(dì)应用(yòng)在自行(háng)车制造、船(chuán)舶零件和(hé)商业航天领域。

钛被称作宇(yǔ)宙金属或太空金属,是(shì)航(háng)天工业(yè)中(zhōng)的一种(zhǒng)重(chóng)要原材料(liào),具有很好(hǎo)的耐腐(fǔ)蚀(shí)性,重量仅为钢铁的一(yī)半,且强度高于铝材和钢材(cái),在火箭和导弹(dàn)的(de)制造中得到(dào)了广泛应用。
据Titomic介绍,航(háng)空航天产业(yè)是钛合(hé)金的最(zuì)大客户,用钛合(hé)金可以制造机身、轴承、外壳、起落架等构件,具(jù)备(bèi)优(yōu)良的耐热、耐腐蚀性,高强度和低密度。
Titomic表示,在目(mù)前的航空航天工业中(zhōng),超(chāo)过九成的材(cái)料直接在铝材或钛合金的坯料上加工而成。3D打印技术几乎(hū)可以直(zhí)接将零件(jiàn)制成所需的形状,只需要(yào)消耗之前金属(shǔ)用量(liàng)的10%,将BTF比降低80%。这显著地提(tí)高了公司的盈利能力,并将火箭生产(chǎn)时间从数天缩(suō)短至数小时。
BTF比 ,即Buy-to-fly ratio,指的是制造一个零件所需原材料量与最终(zhōng)零件中所含有材(cái)料(liào)量的比率。BTF比 越高,意味着零部件生产成本(běn)越高。
Titomic并不是唯一一(yī)家从(cóng)事3D打印火箭技术的公司。
成立于2016年的美国初创(chuàng)航天公司——相对(duì)论太空公(gōng)司(Relativity Space),在2019年10月完成(chéng)了1.4亿美元(yuán)的(de)融资。这部(bù)分资金将支持(chí)该公(gōng)司用3D打印技术发展火(huǒ)箭与航天(tiān)事业(yè)。

相对论太空公司称,从理论上讲,他们能在60天时间内完(wán)成火箭发射前的(de)准备工作,包括原材料(liào)的准备、生产组装,再到登上发射台。
据CNBC报道,相对论空间(jiān)公司的(de)首(shǒu)席(xí)执行(háng)官Tim Ellis表示,相对论空间公司(sī)的3D打印(yìn)火箭将在2021年初进(jìn)行首次轨道发射。
相对论空间公司最新型号的专利3D打印(yìn)机名为星际(jì)之(zhī)门(Star Gate),该打印机高30英尺,拥有多个触手(shǒu)。Terran-1号火(huǒ)箭(jiàn)是星际之门打(dǎ)印的第一枚火(huǒ)箭(jiàn),其(qí)全身95%零部(bù)件由3D打印机制(zhì)造(zào)。