當(dāng)前的我們正處于一場(chǎng)新的、激動(dòng)人心的全球太空競(jìng)賽之中。在上世紀(jì)50年代和60年代，美國和前蘇聯(lián)進(jìn)行了一次全面的太空競(jìng)賽，雙方的目標(biāo)都是希望讓自己的宇航員成為第一個(gè)進(jìn)入太空的人，然后成為第一個(gè)登上月球的人。
現(xiàn)在，以私營和小型公司為主導(dǎo)的新太空競(jìng)賽，將使用更小、更靈活的運(yùn)載火箭實(shí)現(xiàn)太空飛行。激光增材制造或3D打印是這些公司采用的理想技術(shù)，可用于太空飛行器的快速設(shè)計(jì)和構(gòu)建制造過程。同時(shí)，因?yàn)檫@些創(chuàng)新型和規(guī)模較小公司的資本支出和可使用的資源有限，因此增材制造技術(shù)是理想的選擇。
在傳統(tǒng)制造業(yè)中，用于太空探索的火箭飛船使用了眾所周知的成熟制造工藝。對(duì)于火箭筒段，通過凸塊成型和剪切后的鋁板通常使用摩擦攪拌焊進(jìn)行焊接；對(duì)于等柵格結(jié)構(gòu)，凹槽會(huì)由厚板加工而成；對(duì)于圓頂，將使用焊接和熱旋壓成型。以上這些流程涉及的原材料、加工、清潔和檢查時(shí)間，都需要預(yù)留出提前期。任何一個(gè)或所有這些過程的提前期的減少不僅會(huì)導(dǎo)致總提前期的減少，而且還為驗(yàn)證測(cè)試、熱火測(cè)試和車輛集成提供額外的時(shí)間。
然而，航空航天領(lǐng)域可以使用增材制造生產(chǎn)太空探索組件包括推進(jìn)裝置和結(jié)構(gòu)組件。對(duì)于推進(jìn)裝置特別是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，使用增材制造的優(yōu)勢(shì)十分明顯：減少零件總數(shù)（減少制造缺陷的風(fēng)險(xiǎn)，與數(shù)百個(gè)零件相比，只需要處理幾十個(gè)零件）、設(shè)計(jì)簡化、能夠以獨(dú)特的懸垂角度打印冷卻通道，并提高推力。
使用專為增材制造設(shè)計(jì)的優(yōu)異材料，可以讓火箭發(fā)動(dòng)機(jī)獲得更好的熱容量和強(qiáng)度，提高效率。因此，通過增材制造生產(chǎn)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)可以到達(dá)更高的軌道或能夠運(yùn)輸更大的有效載荷。對(duì)于包括火箭車輛的油箱和槍管部分在內(nèi)的結(jié)構(gòu)部件，使用增材制造可以消除用于金屬板成型的工具和用于攪拌摩擦焊的夾具成本，這些額外的工具成本預(yù)計(jì)在200萬美元。
另一個(gè)現(xiàn)實(shí)案例是正在火星上的毅力漫游車，這臺(tái)車的11個(gè)部件是由激光增材制造工藝生產(chǎn)的。此外，宇航員已經(jīng)成功地在國際空間站上打印了聚合物和陶瓷部件。在地球上，我們已經(jīng)能夠用陶瓷打印低成本的房屋，因此這很可能會(huì)轉(zhuǎn)化為下一個(gè)合乎邏輯的步驟：在月球或火星等其他行星上實(shí)現(xiàn)3D打印。使用本地原料再在外星上打印顯然會(huì)更容易，而不是在發(fā)射、飛行和著陸期間處理原材料。
值得注意的是，傳統(tǒng)制造流程整體交付時(shí)間的縮短將提升用于太空探索的飛行窗口數(shù)量。運(yùn)載火箭可用性的增加、更高的軌道和更大的有效載荷，也為客戶提供了更多進(jìn)入太空的機(jī)會(huì)，無論是太空旅游還是衛(wèi)星客戶。
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