來源:e鍵打印
發(fā)布時間:2015-06-04 09:14:13
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3D打印在航天工業(yè)中的使用頗為廣泛,尤其是在發(fā)動機(jī)方面,創(chuàng)客聯(lián)盟前段時間也曾報導(dǎo)澳洲莫納什大學(xué)的科學(xué)家打印出的兩臺完全3D打印噴氣機(jī)發(fā)動機(jī)。在美國,也有一名工程師正在開發(fā)完全3D打印的液體燃料火箭發(fā)動機(jī)。
Graham Sortino是美國新澤西州的一名工程師,他認(rèn)為使用3D打印制造發(fā)動機(jī)可以快速修改設(shè)計,并且能比傳統(tǒng)制造節(jié)省更多成本。他正在開發(fā)的發(fā)動機(jī)被認(rèn)為是世界上第一個完全開源的液體燃料發(fā)動機(jī),且可完全3D打印。
液體燃料發(fā)動機(jī)是指使用存儲在兩個單獨(dú)的罐里的液體燃料和氧化劑(比如液氧)來推動火箭前進(jìn)的發(fā)動機(jī)。相較于固體推進(jìn)劑,液體燃料發(fā)動機(jī)相對復(fù)雜,但擁有獨(dú)特優(yōu)勢,比如可輕松減速,啟動和停止也比較容易。
Sortino使用3D金屬打印機(jī)打印發(fā)動機(jī)部件,控制系統(tǒng)則使用Arduino Uno電路板。目前,Sortino的發(fā)動機(jī)已能實(shí)現(xiàn)燃料的再生冷卻并可精確控制其流動速度。據(jù)創(chuàng)客聯(lián)盟了解,整個發(fā)動機(jī)裝置由主機(jī)體、點(diǎn)火器、和噴油器組成。
Sortino說:“點(diǎn)火器是由Shapeways(著名的3D打印服務(wù)商,被譽(yù)為3D打印行業(yè)的亞馬遜——創(chuàng)客聯(lián)盟注)打印的,然而,噴射器和發(fā)動機(jī)的打印則是由ExOne公司完成的。”Sortino解釋說他確定Shapeways把不銹鋼/青銅材料的3D打印分包給了ExOne。不銹鋼和青銅材料具備足夠的硬度和高導(dǎo)熱性,是Sortino打印發(fā)動機(jī)部件的主要線材。
據(jù)悉,Sortino已初步完成的發(fā)動機(jī)能以150PSI的壓力噴出GOX /乙醇I,并產(chǎn)生50磅推力。盡管發(fā)動機(jī)成功點(diǎn)火已經(jīng)是突破性的創(chuàng)舉,Sortino認(rèn)為這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,“我的目標(biāo)是繼續(xù)改進(jìn)設(shè)計,使它成為一臺真正的再生冷卻式發(fā)動機(jī),并且盡可能地降低3D打印成本和開源整個設(shè)計。”Sortino說。
3D打印發(fā)動機(jī)的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)制造。Sortino僅僅花了400美元就成功開發(fā)出一個火箭發(fā)動機(jī),其中點(diǎn)火器、3D打印噴油器和發(fā)動機(jī)分別花了60、80、260美元。市面上,低于1000美元根本買不到真正的液體火箭發(fā)動機(jī)。
Sortino希望能繼續(xù)降低成本并繼續(xù)改進(jìn),“我的目標(biāo)是繼續(xù)改進(jìn)設(shè)計,使它成為一臺真正的再生冷卻式發(fā)動機(jī),并且盡可能地降低3D打印成本和開源整個設(shè)計。”
當(dāng)然,一個麻煩擺在Sortino面前,作為第一個開源火箭發(fā)動機(jī)設(shè)計的人,他還收到了來自美國國務(wù)院的一些小小的警告。
創(chuàng)客聯(lián)盟認(rèn)為,3D打印火箭發(fā)動機(jī)或?qū)⒚媾R和3D打印槍支一樣的倫理問題。另外,Sortino如在線發(fā)布開源火箭發(fā)動機(jī)的信息,也有可能觸犯《國際武器貿(mào)易條例》。