NASA 继续开发 3D 打印太空部件,使用新型铜合金制造火箭。最近推出的 Terran 1 完全由 3D 打印部件制成。火箭高 100 英尺,宽 7.5 英尺。NASA 一直致力于使用 3D 打印技术来降低成本并减轻车辆重量。Terran 1 包括九个由铜合金制成的增材制造发动机,可以承受接近 6,000 华氏度的温度。
这枚火箭是在美国宇航局位于克利夫兰的格伦研究中心制造的,这项计划实际上被称为 改变游戏规则的发展(GCD)。该计划的启动是为了为未来的太空任务开发空间技术,并为重要的国家需求提供解决方案。GCD 与研究和开发团队合作,通过有效载荷和实验的分析建模、测试和航天演示,提出有前途的想法。
为了提高高温下的性能,GCD 开发了一种铜基合金材料,称为格伦研究铜 (Glenn Research Copper) 或 GRCop。该材料专为高性能火箭发动机的燃烧室而设计。该合金是铜、铬和铌的组合。GRCop 专为高强度、高导热性和高抗蠕变性而开发,可在高温应用中承受更大的应力和应变。GRCop 还具有良好的低周疲劳性能,可防止材料在 900 华氏度以上的条件下失效。这比传统铜合金高 40%。
David Ellis 在航天飞机时代作为 NASA 支持的研究生开发了 GRCop 系列合金。在他的整个职业生涯中,他一直致力于合金及其应用的研究,重点关注材料的耐用性。“当时,航天飞机主发动机燃烧室衬里通常在一到五次任务后更换,”埃利斯在一份声明中解释道。“我们的研究能够表明,GRCop-84 可以轻松实现 100 次维护服务之间的任务和 500 次发动机寿命任务的目标。”
Ellis 的团队使用不同版本的 GRCop 合金参与多个项目和计划,包括 NASA 的 快速分析和制造推进技术(RAMPT)。最近的迭代名为 GRCop-42,使用增材制造方法为火箭发动机制造单件和多材料燃烧室和推力室组件。其结果是推力室部件性能提高、重量减轻和成本降低。