大型鈦合金火箭部件通常采用鍛造工藝制造。如今，3D打印技術(shù)有望大幅縮短制造時間。

韓國生產(chǎn)技術(shù)研究院（KITECH）的一個科學(xué)家團(tuán)隊宣布，通過3D打印制造的大型鈦合金航天燃料箱已通過一項關(guān)鍵耐久性測試。

據(jù)報道，該燃料箱在一項世界首創(chuàng)的測試中承受住了極端溫度和壓力。負(fù)責(zé)該項目的團(tuán)隊相信，他們新的3D打印方法將能更快、更可定制化地生產(chǎn)堅固的航天部件。

3D打印鈦合金燃料箱

KITECH團(tuán)隊采用定向能量沉積（DED）3D打印技術(shù)來制造他們的燃料箱。該方法使用激光熔化金屬絲，然后根據(jù)數(shù)字設(shè)計，將熔化的鈦合金絲逐層堆積構(gòu)建部件。

這個3D打印的鈦合金燃料箱直徑為640毫米，采用Ti64鈦合金制成。它是由韓國航空宇宙研究院（KARI）、KP Aviation Industries公司、AM Solutions公司以及漢陽大學(xué)共同合作項目的一部分。

在測試中，該燃料箱在使用液氮冷卻至-196°C的同時，承受住了330巴的壓力。高壓部件對航天飛行至關(guān)重要；它們可以供應(yīng)液體燃料并控制飛行器姿態(tài)。在維持低溫推進(jìn)劑所需的寒冷溫度下，它們還必須保持性能。

傳統(tǒng)上，制造商使用鍛造方法來制造這些部件。該過程需要固定模具，不太適合制造各種尺寸的定制零件。

KITECH首席研究員李亨燮（Lee Hyub）博士在一份新聞聲明中解釋道：“此次測試證明，大型增材制造（3D打�。┙Y(jié)構(gòu)能夠可靠地承受模擬實際運(yùn)行環(huán)境的低溫高壓條件。這為3D打印在航空航天領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。”

通過低溫壓力測試

為了制造他們的燃料箱，KITECH團(tuán)隊首先分別制造了兩個半球體。然后對它們進(jìn)行機(jī)加工，并將它們焊接在一起形成容器。整個過程耗時三天。據(jù)研發(fā)團(tuán)隊稱，整個制造周期僅需數(shù)周，相比傳統(tǒng)方法顯著縮短。

科學(xué)家們指出：“傳統(tǒng)鑄造和鍛造方法制造大型鈦合金容器面臨材料供應(yīng)挑戰(zhàn)、設(shè)計限制，以及成本和交付周期不斷攀升的問題。”

制造完成后，該團(tuán)隊在KARI對其容器進(jìn)行了低溫壓力測試。測試將鈦合金球體置于混凝土屏障封閉的設(shè)施內(nèi)。容器被冷卻至-196°C，并承受330巴的壓力。

測試表明該容器能夠承受極端的太空環(huán)境。然而，還需要進(jìn)一步測試來驗證它是否能反復(fù)承受太空飛行的嚴(yán)苛條件。正如KARI的金賢�。↘im Hyun-joon）所指出的：“我們將繼續(xù)合作，在工作壓力下進(jìn)行循環(huán)壓力測試，并尋求獲得航天飛行認(rèn)證所需的額外認(rèn)證�！�

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