VoxelMatters電子書：2023 年使用增材制造的十大最酷太空公司

導讀：從無人機和民用航空,，到衛(wèi)星和航天器，增材制造無疑正在幫助塑造航空航天應用的現(xiàn)在和未來,。

2023年7月10日,，南極熊獲悉，VoxelMatters近日更新了其增材制造航天公司前20名的名單,，本期文章按照順序列舉了前10名的公司,。此次更新距離上次發(fā)布增材制造航天公司名單已經(jīng)過去三年了，這期間全球航天行業(yè)發(fā)生翻天覆地的變化,。

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例如,，Space X 現(xiàn)在像例行公事一樣在軌道上往返發(fā)射火箭，甚至向國際空間站發(fā)送載人任務,。與此同時,，Relativity、Launcher（現(xiàn)已成為 Vast 的一部分）,、Rocket Lab,、Redwire、Orbex 等增材制造采用者正在邁出巨大步伐,，鞏固新太空行業(yè),，讓太空變得更加觸手可及。VoxelMatters此次更新的電子書重新審視那些正在為太空探索,、殖民和載人飛行的商業(yè)時代奠定基礎的公司,。

這些公司利用增材制造來實現(xiàn)零件重量優(yōu)化、生產(chǎn)簡化和定制制造方面的目標,。在太空中,，重量可能并不重要，但在進入太空時,，重量比什么都重要,。零重力也可能是 3D 打印充分發(fā)揮其潛力的理想環(huán)境。

1.相對論（從第3位上升）

在第一枚全 3D 打印火箭成功發(fā)射并通過 Max-Q（盡管它沒有進入軌道）之后,，相對論（Relativity）已經(jīng)躍居榜首,。兩次嘗試均在最后時刻被取消后，Relativity 的全 3D 打印（分級裝置和發(fā)動機）Terran 1 火箭于去年 3 月23 日從佛羅里達州卡納維拉爾角的 16 號發(fā)射場成功起飛,。該火箭由超冷甲烷和氧氣提供動力,，向世界展示了完全 3D 打印的一級火箭可以承受軌道發(fā)射中最惡劣的條件。Relativity 位于加州的巨型設施擁有三個大型 EOS M400 級 DMLS 系統(tǒng),、四個 Velo3D Sapphire 系統(tǒng)（包括兩個 Sapphire XC 級系統(tǒng)）以及內(nèi)部開發(fā)的巨型 Stargate 金屬 DED 系統(tǒng),。

2. SpaceX（從第1位下降）

SpaceX是航天行業(yè)的領先公司，也是一家屢次實現(xiàn)不可能的目標的公司,。該公司首次實現(xiàn)了火箭二次著陸（集成了多個 3D 打印部件）和回收利用,，并成為第一家將人類送入太空的私營公司等等。最近,，SpaceX的巨型Shartship火箭進行了試射,。SpaceX 是最早推出增材制造火箭發(fā)動機的公司之一，即用于發(fā)射回收應急系統(tǒng)的 SuperDraco 發(fā)動機,。這件事發(fā)生在五年多前,，SpaceX幫助數(shù)十家其他公司（不僅是太空公司）了解金屬增材制造的優(yōu)勢及其作為先進高性能零件制造工藝的可靠性。創(chuàng)始人埃隆·馬斯克（Elon Musk）從早期起就直言不諱他是增材制造生產(chǎn)工藝的堅定支持者,。

3. Vast,，以前的Launcher（從第5位上升）

Launcher目前已被Vast收購。該公司于 2017 年在紐約成立,，在 EOS Group 的 AMCM 專家的支持下,，生產(chǎn)了最大的單個 3D 打印零件：用于 E-2 火箭發(fā)動機的 86 厘米高的銅合金 3D 打印火箭發(fā)動機燃燒室。該部件是在 AMCM 的 M4K 機器上 3D 打印的,，它是世界上最大的單個部件 3D 打印的液體火箭發(fā)動機燃燒室,，出口噴嘴直徑為 16 英寸（41 厘米）。該公司后來搬到了位于加利福尼亞州霍桑的一座大型新工廠,，并聘請了前SpaceX 和增材制造專家蒂姆·貝里 (Tim Berry)擔任制造主管,。作為收購的一部分，Launcher 的所有團隊成員都與 Vast 的團隊聯(lián)手,，組成了一個由 120 多名員工組成的聯(lián)合團隊,，他們將在位于長灘的 115,000 平方英尺的 Vast 總部進行合作。

4. 火箭實驗室（從第2名下降）

火箭實驗室(Rocket Lab) 絕對是在火箭制造中充分利用 3D 打印的最酷公司之一,。該公司起源于新西蘭,，目前在加利福尼亞州運營，自 2013 年以來一直在開發(fā)其太空飛行器 Electron,。該火箭第一級的9個盧瑟福發(fā)動機是首批使用3D打印技術制造所有主要部件的氧氣/煤油電動渦輪泵供油發(fā)動機,。2019 年 7 月，RocketLab 完成了第 100 臺盧瑟福發(fā)動機的生產(chǎn),，并繼續(xù)生產(chǎn)3D 打印零件,，這表明增材制造符合成熟的商業(yè)模式,。2023 年第一季度，Rocket Lab 實現(xiàn)收入 5490 萬美元,，同比增長 35%。

5. Orbex（從第4名下降）

Orbex 不僅僅是一家太空公司,。作為一家服務于小型衛(wèi)星行業(yè)需求的低成本軌道發(fā)射服務公司,，Orbex 開發(fā)了世界上最先進、低碳,、高性能的微型運載火箭之一,。2019 年，這家總部位于蘇格蘭福里斯的公司透露,，它使用德國增材制造公司 SLM Solutions 的 SLM800 金屬 3D 打印機制造了世界上最大的單件金屬火箭發(fā)動機 3D 打印,。該公司現(xiàn)在還運營 AMCM Gmbh 的定制 M4K 3D 打印機。該機器是 EOS M400 的改進版,，具有更大的構(gòu)建體積,，可在內(nèi)部打印全尺寸單體火箭發(fā)動機和渦輪泵。2022年5月,，該公司推出了首個Prime軌道太空火箭的全尺寸原型,，

6.藍色起源（穩(wěn)定）

亞馬遜杰夫-貝索斯（JeffBezos）創(chuàng)立的公司將增材制造用于多種應用。藍色起源（Blue Origin）被選為 NASA 阿爾忒彌斯計劃的一部分,，該計劃旨在讓人類重返月球,，其項目基于藍月著陸器的BE-7發(fā)動機，這是一臺幾乎完全是由3D 打印制造的發(fā)動機,。去年,，Stratasys 透露，它已向 Blue Origin 交付了具有里程碑意義的第 35,000 臺工業(yè) FDM 3D 打印機,。與此同時,，藍色起源和塞拉太空公司透露了他們的軌道礁計劃，這是一個商業(yè)開發(fā),、擁有和運營的空間站,，將在近地軌道上建造。Orbital Reef 得到了航天行業(yè)領導者的支持,，其中包括太空 3D 打印專家 Redwire Space,。

△Redwire 的 3D 生物制造設施成功安裝在國際空間站上。（來源：美國宇航局）

7. Redwire,，原名Made in Space（之前為 12 名）

Rewire Space 于 2020年收購了 Made in Space（MIS）,。對于那些不熟悉它的人來說，MIS 是第一家將 3D 打印機發(fā)送到國際空間站并實際使用它來打印工具的公司（現(xiàn)在這是標準程序）,。如今,，Redwire 提供多種不同的增材制造系統(tǒng),。其中包括 3D 生物制造設施 (BFF) 和 Redwire ADvanced 空間實驗處理器 (ADSEP)，它們共同構(gòu)成了有史以來第一個能夠在太空微重力條件下制造人體組織的系統(tǒng),。另一個為 Redwire 帶來收入的增材制造系統(tǒng)是增材制造設施 (AMF),，它是第一個在近地軌道運行的永久性商業(yè)制造平臺。AMF 已安裝在國際空間站上,，自 2016 年啟用以來,，其多功能性和耐用性使其成為政府和商業(yè)客戶的可靠資源。最近,，Redwire 的陶瓷制造模塊 (CMM) 也安裝在國際空間站上,，以使用立體光刻 (SLA)固體陶瓷部件。2023 年5 月,，Redwire Space NV 是 RedwireCorporation 的子公司,，獲得了由歐洲航天局探索計劃資助的價值 1400 萬歐元的合同，負責設計,、開發(fā)和鑒定 3D-BioSystem 設施,。該公司報告稱，2022 財年實現(xiàn)收入 1.605 億美元,，較 2021 財年的 1.376 億美元增長 16.7%,。

8. D-Orbit（未出現(xiàn)在之前的列表中）

總部位于意大利的 D-Orbit SpA 是太空物流領域的市場領導者，該公司與 Breeze Holdings Acquisition Corp. 合并,，于 2022年成為一家上市公司,。該交易對公司的投后估值約為 12.8 億美元（11.3 億歐元），因為ION 繼續(xù)開發(fā)用于最后一英里衛(wèi)星部署的 ION 衛(wèi)星承載技術,。2023 年,，D-Orbit與 Caracol 合作開展了一個項目，以更有效的方式制造壓力罐等太空應用,。具體來說,，使用 Caracol 最新的 WAAM 技術和與米蘭理工大學 (Polimi) 機械工程系合作的 Al2319 材料 3D 打印了壓力罐。

△Ursa Major 位于俄亥俄州揚斯敦的先進制造實驗室,，其 EOS 激光粉末床融合 3D 打印機（左）按需生產(chǎn)火箭發(fā)動機部件,。

9. 大熊座（未出現(xiàn)在之前的列表中）

2022 年，美國唯一一家專注于火箭推進的私人投資公司大熊座（Ursa Major）從其位于俄亥俄州揚斯敦的增材制造實驗室交付了首個銅基 3D 打印火箭發(fā)動機燃燒室,。這一具有里程碑意義的項目將生產(chǎn)和交付周期壓縮至一個月,，而使用傳統(tǒng)制造工藝至少需要六個月。這些先進的銅合金發(fā)動機部件正在針對太空發(fā)射和高超音速應用進行測試,。Ursa Major 的發(fā)動機包括 5,000 磅推力富氧分級燃燒發(fā)動機 Hadley,，以及 50,000 磅推力 Ripley 發(fā)動機。哈德利是第一臺經(jīng)過熱火測試的美國制造的富氧分級燃燒發(fā)動機,。

10. Skyrora（從第13 位上升）

Skyrora Ltd 是一家總部位于蘇格蘭愛丁堡的太空公司,，已成功測試了由塑料廢物制成的生態(tài)液體燃料驅(qū)動的 3D 打印火箭發(fā)動機,。地面測試在蘇格蘭法夫進行，標志著航天發(fā)射領域取得了令人興奮的突破,，并可能為更可持續(xù)的行業(yè)鋪平道路,。在2023 年 6 月，Skyrora 開始了一系列全程測試,，以驗證其 70kN 發(fā)動機的更新設計是否適合首次商業(yè)軌道發(fā)射,。這些發(fā)動機是使用 Skyrora 的 Skyprint 2 機器進行 3D 打印的，據(jù)報道,，這一過程將生產(chǎn)時間縮短了一半并降低了成本,。