随着太空(kōng)探索技术公司(sī)(SpaceX)和(hé)蓝色起源(Blue Origin )等民营航天(tiān)公司的崛起,新的(de)技术和运营理(lǐ)念正在飞速(sù)改(gǎi)变商业(yè)航天的(de)发展。
低成本是民(mín)营航天公司的一大(dà)优势(shì)。为实现更低成本发射,3D打印火箭成为(wéi)多家公司的(de)尝试方向。
2019年底(dǐ),在(zài)德国法兰克福举行的全球最(zuì)大3D打印贸易展上(shàng),Titomic展(zhǎn)出其制(zhì)造的一枚5.5米高的钛合金火箭,这是目(mù)前全球最大(dà)的3D打印钛合金火箭。
这(zhè)枚(méi)火箭是(shì)昆士兰Gilmour Space技术公(gōng)司制造的27米火(huǒ)箭的缩(suō)小版模型,整体(tǐ)制造(zào)完成只用了27.6小时。
Titomic在YouTube发(fā)布的(de)视(shì)频里称,采用性能优越的钛合金和其他高性能合(hé)金,该(gāi)公司可(kě)以在165个小(xiǎo)时(shí)内制造出(chū)一枚全尺寸的完整火箭。
Titomic成立于(yú)2014年,主要从事大尺寸金属(shǔ)零件及复杂(zá)形(xíng)状零件的大批量生(shēng)产。它采用一种被称作 Titomic动力聚合(Dynamic Fusion)的(de)技术,将钛金(jīn)属(shǔ)和非金属粉末等原(yuán)料喷覆在支架上进(jìn)行3D打印。由此制造(zào)的火箭,具有质量更轻、强度(dù)更大、成本更低的特点。
Titomic已将(jiāng)该技术广泛地应用在自(zì)行车制造(zào)、船舶(bó)零件(jiàn)和商业航天领域。

钛被(bèi)称作(zuò)宇宙金属或太空金属(shǔ),是航(háng)天工业中的一种重要原材料,具有(yǒu)很(hěn)好的(de)耐腐蚀(shí)性,重量仅为钢铁的一半,且(qiě)强度(dù)高于铝材和钢材,在火箭和导弹的制(zhì)造中(zhōng)得到了(le)广泛(fàn)应用。
据Titomic介绍,航空(kōng)航天产业是钛合金的最大客户,用(yòng)钛合金可以(yǐ)制(zhì)造(zào)机(jī)身、轴承、外(wài)壳、起落架等构(gòu)件(jiàn),具备优良(liáng)的耐(nài)热、耐腐蚀性,高强(qiáng)度和低(dī)密度。
Titomic表(biǎo)示,在目前的航空航天工业中,超(chāo)过九成的材料直(zhí)接在铝材或钛合金的坯料上加工而成。3D打印技术几乎可以(yǐ)直(zhí)接将零件制成(chéng)所需的形状,只(zhī)需(xū)要消耗之前金属用量的10%,将BTF比降低(dī)80%。这显著地(dì)提高了公司的盈利能力,并将火箭生产时间从数天缩短至数小时。
BTF比 ,即(jí)Buy-to-fly ratio,指的是制造一个零件(jiàn)所需原材料量与最终(zhōng)零件(jiàn)中所含有材(cái)料量(liàng)的比率。BTF比 越高,意味着零部件生产成本越高。
Titomic并不(bú)是唯(wéi)一一(yī)家从事3D打印(yìn)火箭技(jì)术的公司。
成立于2016年的美国初创航天(tiān)公司——相对论太空公(gōng)司(Relativity Space),在2019年10月完成了(le)1.4亿美元的融资。这部分(fèn)资金将支(zhī)持该公司用3D打(dǎ)印(yìn)技术发展火(huǒ)箭与航天事业。

相对论太空公司称,从理论上讲,他们能在(zài)60天(tiān)时间(jiān)内完成火箭发射前的准备工作,包括(kuò)原材料的准备、生产组装,再到(dào)登上发射台。
据CNBC报道,相对论空间公司的首席(xí)执行(háng)官Tim Ellis表示,相对(duì)论空间(jiān)公(gōng)司(sī)的3D打印火(huǒ)箭将在2021年初进行首次(cì)轨道发射。
相对(duì)论空间(jiān)公司最(zuì)新型号的专利(lì)3D打印机名为星际之门(Star Gate),该打(dǎ)印(yìn)机高30英(yīng)尺(chǐ),拥(yōng)有多个触手。Terran-1号火箭是星际之(zhī)门打印的第一枚火箭,其(qí)全身95%零部件由3D打印机制造。