95%零部件由3D打印制造的Terran 1 火箭将被用于发射
文章来源:未知时间:2022-07-30 点击:
Relativity Space 是一家通过3D打印设备制造火箭的航天制造企业。与世界上多数应用3D打印技术的火箭制造商有所不同的是，Relativity不仅通过3D打印技术制造较小的火箭发动机零部件，还通过3D打印制造大量大型火箭部件。其目标是通过金属3D打印制造至少火箭中95%的零部件，其中大约一半的3D打印零部件由Relativity 自主开发的大型金属增材制造设备Stargate制造，另一半由其他品牌的选区激光熔化（SLM）设备制造，预计整个火箭的生产周期在60天内完成。
Relativity 正在通过这些3D打印技术开发一次性使用的两级运载火箭-Terran 1。Terran 1是目前世界上唯一个几乎全部使用3D打印技术制造的火箭。近日，Relativity 与卫星制造商mu Space建立了合作关系，双方将使用Terran 1火箭发射卫星到低地球轨道（LEO）。
更低的总任务成本
根据Relativity，自主研发的金属3D打印技术平台与Terran 1独特而灵活的架构相结合，将使得mu Space 以比世界上任何其他发射服务公司更低的总任务成本，实现更快、更可靠的卫星发射。
Relativity开发了一种将机器学习算法和机器人技术与金属3D打印技术相结合的航空零部件制造平台。得益于3D打印技术的使用，Relativity 将在打破现有航天器制造模式，将火箭制造周期由缩短至60天内。
卫星制造商 mu Space正在开发低地球轨道（LEO）和地球同步轨道（GEO）卫星和空间技术，这些技术将加速智能城市物联网（IoT）设备的采用。mu Space的低地球轨道卫星将成为Relativity的Terran 1火箭的主要专用有效载荷，卫星发射将于2022年进行。
3D科学谷Review
Relativity 致力于用3D打印技术制造大部分火箭零部件的原因很明确，即实现创新设计，使火箭更加轻量化、更低的成本，以及更高的效率。除此之外，由于大量使用3D打印技术，Relativity 所面对的装配工作量显著减少，供应链也得到简化。根据Relativity的首席技术官Noone的说法，在火箭设计迭代的过程中3D打印技术也具有显著优势，它加快了将新设计转变为制造零件的过程。
Relativity目前正在通过3D打印技术开发一次性使用的两级运载火箭Terran 1。在Terran 1的开发中，Relativity报告说3D打印使其能够快速改变设计，并且比火箭开发中通常需要的工具和劳动力更少。
Relativity 使用SLM 3D打印技术制造该火箭中较小的部件，目前Relativity 已通过这类3D打印技术制造了大约100个不同部件原型。
选区激光熔化3D打印技术在航空航天工业中越来越普遍，该技术在制造功能集成、点阵轻量化结构领域具有优势，但根据Noone的说法，受到打印设备尺寸等因素的限制，该技术不适合制造整个火箭。Relativity 决定自己开发生产火箭所需质量和复杂性要求的大型金属3D打印设备Stargate。
根据3D科学谷的市场观察，Relativity的Stargate 3D打印设备基于定向能量沉积（DED） 工艺，采用了高功率激光和等离子弧作为能量源，打印材料为线材。该技术与电子束增材制造（EBAM）类似，但是打印时不需要真空环境。
Stargate 3D打印系统中集成了带有末端执行器的工业机器臂，配有电弧和激光沉积技术，一系列传感器围绕沉积系统并不断收集数据，提供必要的实时控制，以确保以所需精度完成打印。每个打印过程都会生成大约10 TB的数据，Relativity会在构建会话之后对其进行分析，以持续改进过程控制。
除了带有沉积头的机器人手臂外，Stargate 系统中还装有两个用于原位后处理的机器臂。在火箭零部件的增材制造过程中，这些后处理机械臂将在零件上的某些位置产生精细的表面光洁度。
根据Relativity，Stargate能够打印直径2.74米（9英尺），高约4.57米(15英尺)的组件，可以打印所有大于0.028立方米（1立方英尺）的油箱和其他火箭组件。开发这台设备，需应对物理，冶金，控制，机器学习，大数据和CAM等领域的挑战。
目前Relativity 通过Stargate 3D打印系统制造航空铝材料，同时也在探索通过该系统制造不锈钢和镍合金等材料。
