随着太(tài)空探索技术公司(SpaceX)和蓝色(sè)起源(Blue Origin )等民(mín)营(yíng)航天公司的崛起,新的技术和(hé)运营理念正在飞速改变商业航(háng)天的发展。低成本是民营(yíng)航天公司的(de)一(yī)大优势(shì)。为实现更低成本(běn)发射,3D打印火箭成为多家(jiā)公司的尝(cháng)试方向。
2019年(nián)底,在德国法兰克福举行的全球最大3D打印贸易展上(shàng),Titomic展出其制(zhì)造(zào)的(de)一枚5.5米高的钛合金火箭(jiàn),这是目(mù)前全球最大的3D打(dǎ)印钛合(hé)金火箭。
这枚火箭是昆(kūn)士兰Gilmour Space技术公司制(zhì)造的27米火箭的缩小版模型,整体制造(zào)完成只(zhī)用了27.6小时。
Titomic在YouTube发布的视频里称,采(cǎi)用性能优越的钛合金和其他高性能合金,该公司可以在165个小时内制造出一枚全(quán)尺寸的(de)完整(zhěng)火(huǒ)箭。
Titomic成立于2014年,主要从事大(dà)尺寸金属零(líng)件及复(fù)杂形(xíng)状零(líng)件的大批量(liàng)生产。它采用一(yī)种被称(chēng)作 Titomic动力聚(jù)合(hé)(Dynamic Fusion)的技术,将钛金属(shǔ)和(hé)非(fēi)金属粉末等原料喷覆在支架上进行3D打印。由此(cǐ)制造(zào)的火箭(jiàn),具(jù)有质量更轻(qīng)、强度更大、成本(běn)更低的特(tè)点。
Titomic已将(jiāng)该技术(shù)广泛(fàn)地(dì)应(yīng)用在自行车制(zhì)造、船(chuán)舶零件(jiàn)和商(shāng)业(yè)航天(tiān)领域。

钛被称作宇(yǔ)宙金属(shǔ)或(huò)太空金属,是航天(tiān)工业中的一种重要原材料,具(jù)有很好的耐腐蚀性,重量仅为钢铁的一半,且强度高于铝材和(hé)钢材(cái),在火箭和(hé)导弹(dàn)的制造(zào)中得到了广(guǎng)泛应用(yòng)。
据Titomic介绍,航(háng)空航天(tiān)产业是钛合金的最大客户,用(yòng)钛合金(jīn)可以制造(zào)机身、轴(zhóu)承、外壳、起落架等(děng)构件,具备优良的耐(nài)热(rè)、耐腐(fǔ)蚀性,高强(qiáng)度和低密度。
Titomic表示,在目(mù)前的(de)航空航天工业中,超过九成的材料直(zhí)接在铝材或钛合金的坯料上(shàng)加工而成。3D打(dǎ)印技术几乎(hū)可以直接将零件制成所(suǒ)需的形状,只(zhī)需要消耗之(zhī)前金属用量的10%,将BTF比降低(dī)80%。这显著地提高了公司的盈利(lì)能力,并将火(huǒ)箭(jiàn)生产时间从(cóng)数天(tiān)缩短(duǎn)至数小时(shí)。
BTF比 ,即Buy-to-fly ratio,指的(de)是制(zhì)造一个零件(jiàn)所需原材(cái)料量与最终零件中(zhōng)所含有材(cái)料量的(de)比率。BTF比(bǐ) 越高,意味着零部件(jiàn)生产(chǎn)成本越高。
Titomic并不是唯(wéi)一一家从事3D打印火箭技术(shù)的公(gōng)司。
成立于2016年(nián)的美(měi)国初创航天公司——相(xiàng)对论太空(kōng)公司(Relativity Space),在2019年10月完成了1.4亿美元的融资。这部分(fèn)资金将支持该(gāi)公司用3D打印技术发展火箭(jiàn)与航天事业。
相对论太空(kōng)公司称,从理论(lùn)上讲,他们能(néng)在60天时间内完成火箭发射前的准备(bèi)工作,包(bāo)括原材料的准备、生产组(zǔ)装,再(zài)到登上发射台。
据CNBC报道,相对论空(kōng)间公司的首席执行官(guān)Tim Ellis表示,相(xiàng)对论空(kōng)间公司的3D打印火(huǒ)箭将在2021年(nián)初进行首次轨道(dào)发(fā)射。
相对论空间公司最新(xīn)型号的专利3D打(dǎ)印机名为星(xīng)际之门(Star Gate),该打印机高30英尺,拥有多个触手。Terran-1号火箭是(shì)星际之门打印(yìn)的(de)第一枚火箭,其全身(shēn)95%零部件由3D打印机制造。