NASA獵戶座飛船 啟用100個3D打印零件

來源：騰訊網(wǎng)

當(dāng)3D打印的高性能零件似乎還沒有來到我們的生活中的時候，這一技術(shù)卻已經(jīng)創(chuàng)建效率更高的航天器,，“獵戶座”飛船,，是NASA的新型宇宙飛船,。是由洛克希德·馬丁公司負(fù)責(zé)設(shè)計和建造的飛船,。實際上由兩個飛行器構(gòu)成,，它們分別是：載人探測飛船(CEV)和貨物運載火箭(CLV)�,！矮C戶座”飛船內(nèi)部空間比阿波羅飛船大2.5倍,，最多可容納6名宇航員。

NASA獵戶座飛船 啟用100個3D打印零件

獵戶座”飛船一直在以指數(shù)級增長速度使用增材制造技術(shù),。根據(jù)洛克希德·馬丁公司（Lockheed Martin）和美國國家航空航天局（NASA）最近宣布的信息,，目前已完成為Artemis I任務(wù)開發(fā)的“獵戶座”飛船使用了100個3D打印零件。而在執(zhí)行Artemis II任務(wù)的航天器中,，洛克希德公司已開發(fā)了近200個3D打印部件。

乘員艙

2018年9月,，美國國家航空航天局（NASA）與洛克希德（Lockheed）簽訂了生產(chǎn)和運營6個“獵戶座”（Orion）航天器飛行任務(wù)的合同,。最初,，美國國家航空航天局以27億美元的價格訂購了三架“獵戶座”飛船，在2022年,，該機(jī)構(gòu)計劃以19億美元的價格再訂購三架“獵戶座”飛船,，到2030年，根據(jù)IDIQ合同,，最多可再訂購六架“獵戶座”飛船,，利用前六個任務(wù)的航天器生產(chǎn)成本數(shù)據(jù)來實現(xiàn)最低的單價。

“獵戶座”飛船上使用的金屬3D打印零件

采用3D打印技術(shù),，可以有效的降低包括“獵戶座”飛船在內(nèi)的開發(fā)成本和進(jìn)度效率,，并以此方式實現(xiàn)洛克希德的技術(shù)進(jìn)步要求，并且3D打印技術(shù)還旨在使得航天器更有效地獲得重用,，3D打印更具成本競爭力,，并能更快地交付具有更好技術(shù)性能的航天器。

一個典型的例子是洛克希德3D打印的接艙口蓋可以節(jié)省成本,，此外,，得益于新型的ESD兼容高分子材料（一種防靜電塑料），3D打印還實現(xiàn)了更多的技術(shù)性能,。

3D打印的“獵戶座”飛船對接艙口蓋由PEKK熱塑性塑料制成

了降本增效,，3D打印還可以實現(xiàn)很多傳統(tǒng)上難以生產(chǎn)的零件，例如經(jīng)過質(zhì)量優(yōu)化的結(jié)構(gòu)支架和可在整個機(jī)艙內(nèi)引導(dǎo)氣流的管道,。洛克希德還3D打印了不同的墊片（在座椅邊緣和宇航員臀部之間的部分）,，并且根據(jù)使用它的宇航員而設(shè)計出各種尺寸的墊片。

不過,，除了降本增效,，一個普遍關(guān)心的問題是3D打印零件可以承受太空中最嚴(yán)酷的環(huán)境條件嗎？

洛克希德經(jīng)過多年的實踐而得出的鑒定結(jié)論是3D打印的零件可以承受嚴(yán)酷的環(huán)境條件,。2011年,，洛克希德發(fā)布了有史以來第一個3D打印零件,，現(xiàn)在這些零件還在正常使用,。而在未來的載人任務(wù)中，洛克希德將進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)這些驗證零件的重要性,。這一點不僅僅基于測試,，還基于經(jīng)驗。

洛克希德生產(chǎn)了許多不同的零件,，這些零件幾乎具有仿生學(xué)的形狀結(jié)構(gòu),，仿生學(xué)的應(yīng)用在重量和可生產(chǎn)性方面都針對強(qiáng)度進(jìn)行了優(yōu)化，這種靈感隨處可見,，包括對于人體骨骼的模仿就被應(yīng)用到洛克希德已經(jīng)完成的一些結(jié)構(gòu)性支架,，

這激發(fā)了更多的想像空間,，3D打印在能夠?qū)⒋罅苛慵�組合成一個零件，消除了許多緊固件和焊接的需求,，并減輕了重量,，這對于飛船來說是非常重要的進(jìn)步。設(shè)計師正在使用創(chuàng)成式設(shè)計,，創(chuàng)成式設(shè)計與3D打印的結(jié)合可以說是相輔相成,。航天器的某些部分無法通過其他技術(shù)來完成，例如空心的復(fù)雜零件,，這些零件通過創(chuàng)成式與3D打印的結(jié)合以不可思議的方式被創(chuàng)造出來,。

在3D打印技術(shù)的作用下，洛克希德力爭將成本降低 50％,。去年,，洛克希德的整個空間部門3D打印了大約6,500個零件。并且對3D打印技術(shù)的可持續(xù)性感到非常自豪,。塑料產(chǎn)品可以根據(jù)需要進(jìn)行回收和再利用，粉末床工藝非常高效,，從材料的角度來看,，3D打印技術(shù)是非常可持續(xù)且具有成本效益的,。洛克希德發(fā)現(xiàn)經(jīng)�,？梢酝ㄟ^3D打印將材料的浪費控制在低于5％的水平，而當(dāng)將其與某些減材和傳統(tǒng)制造應(yīng)用進(jìn)行比較時,，這些數(shù)字會完全翻轉(zhuǎn)，有時候傳統(tǒng)制造技術(shù)甚至?xí)�產(chǎn)生高達(dá)90％的材料浪費,。

“獵戶座”飛船是目前唯一一個真正的探索級航天器的航天器。它與眾不同,，具有前所未有的獨特功能，而3D打印正在為“獵戶座”飛船探索更多極限,。