Raven太空系統(tǒng)利用微波輔助沉積3D打印技術(shù)服務(wù)航空航天和國防領(lǐng)域

2024年12月12日,，南極熊獲悉，總部位于堪薩斯城的初創(chuàng)公司Raven Space Systems利用專有的微波輔助沉積 (MAD) 3D 打印技術(shù)滿足苛刻的航空航天,、太空和國防應(yīng)用需求。MAD專利工藝可實現(xiàn)可擴展的直接墨水書寫 (DIW) 3D 打印，打印航空航天級熱固性材料和陶瓷前體復(fù)合材料組件,。

使用傳統(tǒng)的烘干方法，熱固性復(fù)合材料可能需要幾天時間才能硬化或固化,。RavenSpace Systems 的 MAD 技術(shù)通過在 3D 打印過程中固化材料來加速這一過程,，最大限度地減少了手工勞動、工具和材料浪費,。

據(jù) Raven Space Systems 稱,，MAD 技術(shù)可為 3D 打印高超音速飛行器、推進器、再入飛行器,、衛(wèi)星,、飛機、導彈和太空火箭帶來價值,。新工藝采用現(xiàn)成的航空級樹脂和填料（如玻璃或碳纖維）,，將其混合成專有的定制材料混合物。兼容的復(fù)合材料包括環(huán)氧樹脂,、酚醛樹脂,、硅樹脂、碳化硅和碳化碳,。   

據(jù)報道,，自 2020 年成立以來，這家初創(chuàng)公司已從美國空軍,、NASA,、美國國家科學基金會和小企業(yè)創(chuàng)新與研究(SBIR) 計劃籌集了約 550 萬美元。此外,，最近還有一輪 200 萬美元的種子前融資,，吸引了 5 位投資者的參與，包括Backswing Ventures,、What If Ventures和46 Venture Capital,。

Raven Space Systems 正在利用這筆資金為工業(yè)級規(guī)模的 3D 打印、混合和加工生產(chǎn)線提供資金,，并計劃在2025 年第二季度開設(shè)一家經(jīng)過認證的航空航天生產(chǎn)工廠,。新工廠的面積將比目前的3,000 平方英尺的工廠大得多，將為航空航天,、航天和國防客戶 3D 打印關(guān)鍵部件,。        

Raven Space Systems公司還計劃在 2025 年進行一次演示任務(wù)：將一個 3D 打印太空艙將送往國際空間站 (ISS)。該公司希望,，在重返地球大氣層期間,，太空艙上的傳感器和數(shù)據(jù)發(fā)射器將證實這是第一個從太空重返大氣層后仍完好的 3D 打印物體。

△RavenSpace Systems 的 MAD 3D 打印機正在運行,。圖片來自 Raven Space Systems,。

Raven Space Systems 擴展 MAD 技術(shù)

MAD 3D打印的想法起源于Raven Space Systems 聯(lián)合創(chuàng)始人 Blake Herren（首席執(zhí)行官）和 Ryan Cowdrey（首席技術(shù)官）在俄克拉荷馬大學就讀期間。畢業(yè)后,，兩人從SBIR 計劃獲得了 100 萬美元的資助,，以制作他們新穎的3D 打印概念的原型。   

Raven Space Systems目前正在利用美國國防部(DoD) 的計劃,，通過與美國制造商合作來加強國內(nèi)供應(yīng)鏈,。由于 3D 打印復(fù)合材料具有高強度,、輕質(zhì)和耐熱的特性，MAD 被用于制造固體火箭發(fā)動機和高超音速飛行器的熱防護部件,。

在接受TechCrunch 采訪時,，赫倫表示，美國國防生態(tài)系統(tǒng)中“沒有足夠的供應(yīng)商”,。他補充道：“那里的需求巨大——供應(yīng)鏈,、瓶頸問題，每個人都面臨著這些熱防護和結(jié)構(gòu)材料的問題,�,！焙諅愓J為，通過新工廠擴大 Raven 的 3D 打印流程將使國防和航空航天制造的交貨時間從數(shù)年和數(shù)月縮短到幾天,。

△使用Raven Space System 的 MAD 3D 打印技術(shù) 3D 打印的零件,。照片來自 Raven Space Systems。

上個月,，美國空軍的AFWERX授予Raven 一份價值 180 萬美元的第二階段 STTR（小型企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)讓）合同,，用于 3D 打印再入氣動外殼，用于高超音速飛行測試,。氣動外殼可保護高超音速飛行器免受重返地球大氣層時遇到的極端溫度的影響,。項目由 Raven 與SpaceWorks Enterprises和伊利諾伊大學香檳分校的高超音速和進入系統(tǒng)研究中心(CHESS) 合作完成。后者將提供材料科學級測試,，以支持 3D 打印高超音速試驗臺的開發(fā)和鑒定,。

通過快速且在需要地點附近 3D 打印輕型組件,，Raven Space Systems正在支持國防部持續(xù)開發(fā)和測試新型高超音速技術(shù)的努力,，還利用MAD 3D打印技術(shù)瞄準自主系統(tǒng)提供商、衛(wèi)星制造商和太空推進公司,。 此前公司已獲得NASA 和美國國家科學基金會 (NSF) 的資助,。通過NSF 的 275,000 美元第一階段 SBIR 撥款，推進3D 打印高溫復(fù)合材料的研發(fā),。Raven 有資格申請第二階段資金和最高 200 萬美元的額外補助,。

△RavenSpace Systems 的 MAD 3D 打印硬件。圖片來自 Raven Space Systems,。

航空航天,、航天和國防領(lǐng)域的 3D 打印

在補充美國導彈庫存并支持烏克蘭和以色列正在進行的戰(zhàn)爭努力的同時，國防部已在增材制造方面投入了大量資金,。今年早些時候,，火箭發(fā)動機制造商Ursa Major從美國海軍和戰(zhàn)略資本辦公室(OSC)獲得了 1250 萬美元，用于3D 打印固體火箭發(fā)動機部件,。

此外,，意大利公司Avio與雷神技術(shù)公司(RTX)合作,，在美國建立了關(guān)鍵 SRM 工業(yè)基地。Avio 是一家知名的3D 打印導彈推進系統(tǒng)制造商,，利用Velo3D Sapphire 3D 打印機支持其 Colleferro 工廠每年生產(chǎn) 200 至 300 枚火箭,。

此外，五角大樓目前正在運行“吸氣式高超音速增材制造成熟度項目” （GAMMA-H）計劃,，以增強3D 打印高超音速導彈的能力,。今年早些時候，航空航天公司AerojetRocketdyne通過該計劃獲得了一份價值 2200 萬美元的合同,，用于 3D 打印高超音速推進系統(tǒng)原型,。  

除了國防部，最近有消息稱,，法國政府航天機構(gòu)國家空間研究中心(CNES) 正在使用INTAMSYS技術(shù)3D 打印衛(wèi)星工具,。在采用增材制造技術(shù)之前，CNES 在確定用于潔凈室和衛(wèi)星測試的材料時面臨著多項挑戰(zhàn),。此外,，較長的設(shè)計和制造周期對效率產(chǎn)生了負面影響。采用 3D 打印技術(shù)后,，CNES 實現(xiàn)了快速原型設(shè)計和設(shè)計迭代,，將設(shè)計和制造周期縮短至一天。