VoxelMatters電子書：2023 年使用增材制造的十大最酷太空公司

導(dǎo)讀：從無人機(jī)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(yīng)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(guó)際空間站發(fā)送載人任務(wù)。與此同時(shí),，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(shí)代奠定基礎(chǔ)的公司,。

這些公司利用增材制造來實(shí)現(xiàn)零件重量?jī)?yōu)化,、生產(chǎn)簡(jiǎn)化和定制制造方面的目標(biāo)。在太空中,，重量可能并不重要,，但在進(jìn)入太空時(shí)，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(duì)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(jìn)入軌道）之后，相對(duì)論（Relativity）已經(jīng)躍居榜首,。兩次嘗試均在最后時(shí)刻被取消后,，Relativity 的全 3D 打印（分級(jí)裝置和發(fā)動(dòng)機(jī)）Terran 1 火箭于去年 3 月23 日從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角的 16 號(hào)發(fā)射場(chǎng)成功起飛,。該火箭由超冷甲烷和氧氣提供動(dòng)力,，向世界展示了完全 3D 打印的一級(jí)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(shè)施擁有三個(gè)大型 EOS M400 級(jí) DMLS 系統(tǒng),、四個(gè) Velo3D Sapphire 系統(tǒng)（包括兩個(gè) Sapphire XC 級(jí)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(lǐng)先公司，也是一家屢次實(shí)現(xiàn)不可能的目標(biāo)的公司,。該公司首次實(shí)現(xiàn)了火箭二次著陸（集成了多個(gè) 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(yíng)公司等等。最近，SpaceX的巨型Shartship火箭進(jìn)行了試射,。SpaceX 是最早推出增材制造火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的公司之一,，即用于發(fā)射回收應(yīng)急系統(tǒng)的 SuperDraco 發(fā)動(dòng)機(jī)。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(shì)及其作為先進(jìn)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(jiān)定支持者。

3. Vast,，以前的Launcher（從第5位上升）

Launcher目前已被Vast收購(gòu),。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(gè) 3D 打印零件：用于 E-2 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的 86 厘米高的銅合金 3D 打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室,。該部件是在 AMCM 的 M4K 機(jī)器上 3D 打印的，它是世界上最大的單個(gè)部件 3D 打印的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)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(qǐng)了前SpaceX 和增材制造專家蒂姆·貝里 (Tim Berry)擔(dān)任制造主管,。作為收購(gòu)的一部分,，Launcher 的所有團(tuán)隊(duì)成員都與 Vast 的團(tuán)隊(duì)聯(lián)手，組成了一個(gè)由 120 多名員工組成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì),，他們將在位于長(zhǎng)灘的 115,000 平方英尺的 Vast 總部進(jìn)行合作,。

4. 火箭實(shí)驗(yàn)室（從第2名下降）

火箭實(shí)驗(yàn)室(Rocket Lab) 絕對(duì)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(yùn)營(yíng),，自 2013 年以來一直在開發(fā)其太空飛行器 Electron。該火箭第一級(jí)的9個(gè)盧瑟福發(fā)動(dòng)機(jī)是首批使用3D打印技術(shù)制造所有主要部件的氧氣/煤油電動(dòng)渦輪泵供油發(fā)動(dòng)機(jī),。2019 年 7 月,，RocketLab 完成了第 100 臺(tái)盧瑟福發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)現(xiàn)收入 5490 萬美元,，同比增長(zhǎng) 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(wù)于小型衛(wèi)星行業(yè)需求的低成本軌道發(fā)射服務(wù)公司,，Orbex 開發(fā)了世界上最先進(jìn)、低碳,、高性能的微型運(yùn)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(guó)增材制造公司 SLM Solutions 的 SLM800 金屬 3D 打印機(jī)制造了世界上最大的單件金屬火箭發(fā)動(dòng)機(jī) 3D 打印,。該公司現(xiàn)在還運(yùn)營(yíng) AMCM Gmbh 的定制 M4K 3D 打印機(jī),。該機(jī)器是 EOS M400 的改進(jìn)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(dòng)機(jī)和渦輪泵,。2022年5月，該公司推出了首個(gè)Prime軌道太空火箭的全尺寸原型,，

6.藍(lán)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(yīng)用,。藍(lán)色起源（Blue Origin）被選為 NASA 阿爾忒彌斯計(jì)劃的一部分，該計(jì)劃旨在讓人類重返月球,，其項(xiàng)目基于藍(lán)月著陸器的BE-7發(fā)動(dòng)機(jī),，這是一臺(tái)幾乎完全是由3D 打印制造的發(fā)動(dòng)機(jī)。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(tái)工業(yè) FDM 3D 打印機(jī)。與此同時(shí),，藍(lán)色起源和塞拉太空公司透露了他們的軌道礁計(jì)劃,，這是一個(gè)商業(yè)開發(fā)、擁有和運(yùn)營(yíng)的空間站,，將在近地軌道上建造,。Orbital Reef 得到了航天行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)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(shè)施成功安裝在國(guó)際空間站上,。（來源：美國(guó)宇航局）

7. Redwire，原名Made in Space（之前為 12 名）

Rewire Space 于 2020年收購(gòu)了 Made in Space（MIS）,。對(duì)于那些不熟悉它的人來說,，MIS 是第一家將 3D 打印機(jī)發(fā)送到國(guó)際空間站并實(shí)際使用它來打印工具的公司（現(xiàn)在這是標(biāo)準(zhǔn)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(shè)施 (BFF) 和 Redwire ADvanced 空間實(shí)驗(yàn)處理器 (ADSEP)，它們共同構(gòu)成了有史以來第一個(gè)能夠在太空微重力條件下制造人體組織的系統(tǒng),。另一個(gè)為 Redwire 帶來收入的增材制造系統(tǒng)是增材制造設(shè)施 (AMF),，它是第一個(gè)在近地軌道運(yùn)行的永久性商業(yè)制造平臺(tái)。AMF 已安裝在國(guó)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(guó)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(jì)劃資助的價(jià)值 1400 萬歐元的合同,，負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、開發(fā)和鑒定 3D-BioSystem 設(shè)施,。該公司報(bào)告稱,，2022 財(cái)年實(shí)現(xiàn)收入 1.605 億美元，較 2021 財(cái)年的 1.376 億美元增長(zhǎng) 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(lǐng)域的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)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(duì)公司的投后估值約為 12.8 億美元（11.3 億歐元）,，因?yàn)镮ON 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(shù)。2023 年,，D-Orbit與 Caracol 合作開展了一個(gè)項(xiàng)目,，以更有效的方式制造壓力罐等太空應(yīng)用。具體來說,，使用 Caracol 最新的 WAAM 技術(shù)和與米蘭理工大學(xué) (Polimi) 機(jī)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(yáng)斯敦的先進(jìn)制造實(shí)驗(yàn)室，其 EOS 激光粉末床融合 3D 打印機(jī)（左）按需生產(chǎn)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)部件,。

9. 大熊座（未出現(xiàn)在之前的列表中）

2022 年,，美國(guó)唯一一家專注于火箭推進(jìn)的私人投資公司大熊座（Ursa Major）從其位于俄亥俄州揚(yáng)斯敦的增材制造實(shí)驗(yàn)室交付了首個(gè)銅基 3D 打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室。這一具有里程碑意義的項(xiàng)目將生產(chǎn)和交付周期壓縮至一個(gè)月,，而使用傳統(tǒng)制造工藝至少需要六個(gè)月,。這些先進(jìn)的銅合金發(fā)動(dòng)機(jī)部件正在針對(duì)太空發(fā)射和高超音速應(yīng)用進(jìn)行測(cè)試。Ursa Major 的發(fā)動(dòng)機(jī)包括 5,000 磅推力富氧分級(jí)燃燒發(fā)動(dòng)機(jī) Hadley,，以及 50,000 磅推力 Ripley 發(fā)動(dòng)機(jī),。哈德利是第一臺(tái)經(jīng)過熱火測(cè)試的美國(guó)制造的富氧分級(jí)燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)。

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(cè)試了由塑料廢物制成的生態(tài)液體燃料驅(qū)動(dòng)的 3D 打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī),。地面測(cè)試在蘇格蘭法夫進(jìn)行，標(biāo)志著航天發(fā)射領(lǐng)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(cè)試,，以驗(yàn)證其 70kN 發(fā)動(dòng)機(jī)的更新設(shè)計(jì)是否適合首次商業(yè)軌道發(fā)射,。這些發(fā)動(dòng)機(jī)是使用 Skyrora 的 Skyprint 2 機(jī)器進(jìn)行 3D 打印的，據(jù)報(bào)道,，這一過程將生產(chǎn)時(shí)間縮短了一半并降低了成本。