随着太空探索技术公司(SpaceX)和蓝色(sè)起源(Blue Origin )等民营航天公司的(de)崛起,新的技术和(hé)运营(yíng)理(lǐ)念正在(zài)飞(fēi)速改变商业航天的(de)发展(zhǎn)。
低成本是民营(yíng)航天公司(sī)的一大优势。为实现更(gèng)低成(chéng)本发射,3D打印火箭(jiàn)成为多家公(gōng)司的尝试方向。
2019年底(dǐ),在德(dé)国法(fǎ)兰克福举行的全球最大(dà)3D打印贸易展上,Titomic展出其制造(zào)的一枚5.5米高的钛合金火箭,这是目(mù)前全球最大的3D打印(yìn)钛合金火箭。
这(zhè)枚火箭是昆(kūn)士(shì)兰Gilmour Space技术公司制造的27米火箭的缩小(xiǎo)版模型,整体制造(zào)完成(chéng)只用了27.6小时。
Titomic在YouTube发布的(de)视(shì)频(pín)里称,采用性能优越的钛合金和其他高性能合(hé)金(jīn),该公(gōng)司可以(yǐ)在165个小时内制造(zào)出一(yī)枚全尺寸的完整火(huǒ)箭。
Titomic成立于2014年,主要从(cóng)事大尺寸金属零(líng)件及复杂形状零件的大批量生产。它(tā)采用一种被称作 Titomic动力聚合(Dynamic Fusion)的技术,将钛金属和非(fēi)金属粉(fěn)末等原料(liào)喷覆在支(zhī)架上(shàng)进(jìn)行3D打印。由此制(zhì)造(zào)的火箭,具有质量更轻、强度更大、成本(běn)更(gèng)低的特(tè)点。
Titomic已将(jiāng)该技(jì)术广(guǎng)泛地应用在自行车制造、船(chuán)舶(bó)零件和商(shāng)业航天领(lǐng)域。

钛被称作宇宙(zhòu)金属(shǔ)或太空金属,是航天(tiān)工业(yè)中的一种重要原材(cái)料,具有很好的耐腐蚀性,重量仅为钢铁(tiě)的一半,且强度(dù)高于铝材和钢材,在火箭(jiàn)和(hé)导弹的制造中得到了(le)广(guǎng)泛应用。
据Titomic介绍,航空航天产(chǎn)业是钛(tài)合金的(de)最大客户(hù),用钛合金可(kě)以制(zhì)造机身(shēn)、轴(zhóu)承(chéng)、外壳(ké)、起落架等构件(jiàn),具备优良的耐热(rè)、耐腐蚀(shí)性(xìng),高(gāo)强度(dù)和低密度。
Titomic表(biǎo)示,在(zài)目前的航空航天工业中,超过九成的材料(liào)直接在铝材或钛合(hé)金的(de)坯料上加工而成。3D打(dǎ)印技(jì)术(shù)几乎可(kě)以直接将零件制(zhì)成所需的形状,只需要消耗之(zhī)前金(jīn)属用量的10%,将BTF比(bǐ)降(jiàng)低80%。这(zhè)显著地提高了公司的盈利能力(lì),并将火箭生产时间从数(shù)天缩(suō)短至数小时。
BTF比 ,即(jí)Buy-to-fly ratio,指的(de)是制造一个零件所需原材(cái)料量与最终零(líng)件中所含有(yǒu)材料量的比率。BTF比(bǐ) 越(yuè)高,意味(wèi)着(zhe)零部件生产成(chéng)本越(yuè)高。
Titomic并不是唯一(yī)一家从(cóng)事3D打印火箭技术的(de)公(gōng)司。
成立于(yú)2016年的美(měi)国初(chū)创航天公司——相对论太空公司(Relativity Space),在2019年10月完成了1.4亿美(měi)元的融资。这部分资金将(jiāng)支持该(gāi)公司用3D打印技术发展火箭与航(háng)天事业。

相对论太(tài)空公司(sī)称,从理论上讲,他们能(néng)在(zài)60天时间内完成火箭(jiàn)发射前的准(zhǔn)备工作,包括原材料的准备(bèi)、生产组装,再到登上发(fā)射台(tái)。
据(jù)CNBC报道,相对论空间公司的(de)首席(xí)执(zhí)行官Tim Ellis表(biǎo)示,相(xiàng)对论空间公司的(de)3D打印(yìn)火箭(jiàn)将在2021年初进行首次轨道发射(shè)。
相对论空间公司最(zuì)新型号的专(zhuān)利3D打印机名为(wéi)星际之门(Star Gate),该打印机高30英尺,拥(yōng)有多个触手。Terran-1号火箭是星际之门打印的第一(yī)枚火箭,其全身95%零部件由3D打印机制造。