Aerojet Rocketdyne 3D打印铜合金推力室，点火测试成功！
RL10火箭发动机是美国Aerojet Rocketdyne研制的液氢燃料火箭发动机，从上世纪60年代开始服役以来，已有475个RL10火箭发动机将火箭送入太空。多年以来，Aerojet Rocketdyne一直在改进RL10发动机，他们在设计和制造工艺上寻求突破，以提高发动机的性能、减少制造成本和周期。
增材制造技术正是Aerojet Rocketdyne 优化RL10发动机的一个“杀手锏”，在新一代RL10发动机研制过程中，Aerojet Rocketdyne 使用粉末床选择性激光熔化3D打印技术制造了铜合金推力室部件。这个3D打印部件最近通过了美国Defense Production Act Title III项目管理办公室进行的点火测试。
突破铜合金
3D打印的难点
最近十年以来，Aerojet Rocketdyne 积极的在RL10火箭发动机和其他航天系统中应用增材制造技术，如AR1火箭发动机中的3D打印喷射器和MPS-120 CubeSat卫星中的模块化推进系统，Aerojet Rocketdyne 希望通过增材制造技术航天零部件的设计自由度和性能。
近期通过测试的3D打印铜合金推力室部件是全尺寸的，Aerojet Rocketdyne增材制造项目经理Jeff Haynes表示这是目前最大的3D打印铜合金推力室部件。
图片来源：Aerojet Rocketdyne
铜是一种导热性和反射性极佳的材料，这一属性也使选择性激光熔化 3D打印铜合金粉末充满了挑战。铜金属在激光熔化的过程吸收率低，激光难以持续熔化铜金属粉末，从而导致成形效率低，冶金质量难以控制。Aerojet Rocketdyne在铜合金推力室3D打印领域取得成功，为制造新一代RL10发动机带来了可能性。
3D打印铜合金推力室部件将替代目前的RL10C-1推力室部件。目前的推力室是由传统工艺制造的，由液压成形的不锈钢管等多个零件焊接而成。3D打印的铜合金推力室部件则由两个铜合金零件构成。相比传统的制造工艺，选择性激光熔化3D打印技术为推力室的设计带来了更高的自由度，使设计师可以尝试具有更高热传导能力的先进结构。而增强的热传导能力使得火箭发动机的设计更加紧凑和轻量化，这正是火箭发射技术所需要的。
在另一方面，Aerojet Rocketdyne表示，通过选择性激光熔化 3D打印技术制造优化升级的推力室部件，制造周期为1个月，比以往的制造周期缩短了数月。由于根据3D打印技术的特点进行了设计改进，Aerojet Rocketdyne 降低了制造过程的复杂性，并且获得了更低的制造成本。
NASA 3D打印的铜合金燃烧室部件
3D打印铜合金零部件是航空制造业所重视的领域。根据3D科学谷的市场研究，美国航天局NASA 在铜质发动机燃烧室内衬3D打印方面也取得了突破，打印材料为GRCo-84铜合金，它是在NASA在俄亥俄州的Glenn研究中心开发出来的一种铜合金，打印工艺也是选择性激光熔化。燃烧室衬里的3D打印总共为8255层，仅这一个部件打印时间为10天零18个小时。这个铜合金燃烧室零部件内外壁之间具有200多个复杂的通道，制造这些微小的、具有复杂几何形状的内部通道，即使对增材制造技术来说也是一大挑战。在国内，西安铂力特已研制出针对难熔金属和高导热、高反射金属的3D打印工艺，突破了铜材料的激光成形技术，实现了复杂流道的铜材料制造工艺，成功制备出3D打印铜合金尾喷管。
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