随着太空(kōng)探索技术公(gōng)司(sī)(SpaceX)和蓝色起源(Blue Origin )等民营航天公司的崛起,新的技(jì)术和运营理念正在飞(fēi)速改(gǎi)变商业航天的发展(zhǎn)。
低成本是民营航天公司(sī)的一(yī)大优势。为(wéi)实现(xiàn)更低成本发射(shè),3D打印火箭(jiàn)成为多家公司(sī)的尝(cháng)试方向。
2019年底,在德国法兰(lán)克(kè)福(fú)举行的全(quán)球(qiú)最大3D打印贸(mào)易展上,Titomic展出其制造的一枚5.5米高的钛合(hé)金火箭,这是目前全球最大的3D打印(yìn)钛(tài)合金火箭(jiàn)。
这枚火箭是昆士兰(lán)Gilmour Space技(jì)术公司制造的27米火(huǒ)箭(jiàn)的缩小版模型,整体制造完成只用(yòng)了27.6小时。
Titomic在YouTube发布的(de)视频里称,采用(yòng)性(xìng)能优越的钛合金和(hé)其他高性能合(hé)金,该公司(sī)可以在165个小时内制(zhì)造(zào)出(chū)一枚全尺寸的完整火箭。
Titomic成立于2014年,主要从事大尺寸金属零件及复(fù)杂形状零件的大批(pī)量生(shēng)产(chǎn)。它采用一种被称作 Titomic动力聚合(Dynamic Fusion)的技术(shù),将钛金属和非金属(shǔ)粉末等原料喷覆在支架上进行(háng)3D打印。由此(cǐ)制造(zào)的火箭,具有质量更轻、强度更(gèng)大(dà)、成本更低(dī)的特点。
Titomic已将该(gāi)技术广泛地(dì)应用(yòng)在自行车制造、船舶(bó)零件和商业航天领域。

钛被称作宇宙金属或太空(kōng)金属,是(shì)航天工业中(zhōng)的一种重要原(yuán)材(cái)料,具(jù)有(yǒu)很好的耐腐(fǔ)蚀性,重量仅为钢铁的一半,且强度高于铝材和钢材,在火箭和导弹的制造中(zhōng)得到(dào)了(le)广泛应用。
据Titomic介绍,航空航天产业是钛合金的(de)最大客户,用钛合金可以制(zhì)造机(jī)身、轴承、外壳、起落架等构件,具备优良的耐热、耐腐蚀性,高强度(dù)和低密(mì)度。
Titomic表示,在目前的航空航天工业中,超过九成的材料直接在铝材(cái)或(huò)钛合金的坯料上加工而成。3D打印技术几乎可以直接将零件制成所需(xū)的形状(zhuàng),只需要消(xiāo)耗之前(qián)金属用(yòng)量的10%,将BTF比降(jiàng)低(dī)80%。这(zhè)显著地(dì)提高了(le)公司的盈利能力,并将火箭(jiàn)生产时间从数天缩短至数小时。
BTF比 ,即Buy-to-fly ratio,指的是制造一个零件所需原材(cái)料(liào)量与最(zuì)终零件(jiàn)中所(suǒ)含有材料量的比率。BTF比 越高,意味着零(líng)部件生产(chǎn)成本越高。
Titomic并不(bú)是唯一一家从事3D打印火箭技术的公司。
成立于2016年的美国初创航天公司(sī)——相对论太空公(gōng)司(sī)(Relativity Space),在2019年10月完成了1.4亿美元的融资(zī)。这部分资金将(jiāng)支(zhī)持该公司用3D打印技(jì)术发展(zhǎn)火箭与航天事业。

相对论太空(kōng)公司称,从(cóng)理论上讲(jiǎng),他们能(néng)在60天时间内完成火箭发射前的准备工作,包括原材料的准备、生产(chǎn)组装,再到登上发射台。
据CNBC报道(dào),相(xiàng)对论空间公司的首席执(zhí)行官Tim Ellis表示,相(xiàng)对论空间公司的3D打印火箭将在2021年初(chū)进行首次(cì)轨(guǐ)道发射。
相(xiàng)对论空间公司最新型号的专利3D打(dǎ)印机名为星际之门(mén)(Star Gate),该打印(yìn)机高30英尺,拥有多个触手。Terran-1号火箭是星际(jì)之门(mén)打印的第一枚火箭(jiàn),其(qí)全身95%零部件由3D打(dǎ)印(yìn)机制造。