在华盛顿州肯特市16.8万平方英尺的总部，太空发射公司Stoke Space正在建造其领域最前沿的产品，完全可重复使用的Nova火箭。

传统上，发射到太空的火箭被设计为一次性使用（即使用一次后烧毁或坠入海洋），而Stoke Space是少数几家开创可重复使用运载火箭的公司之一。

这些火箭不仅有可能通过更大的成本摊销来改变火箭发射的经济性，还能探索将有效载荷返回地球的新任务。

不言而喻，开发完全可重复使用的火箭需要难以置信的技能和资源，其中每个组件和总成不仅要针对发射效率进行优化，还要兼顾耐久性和便于维护。

在Stoke Space，工业金属增材制造的实施一直是其突破性Nova工作的核心。

特别是，Additive Industries的金属增材制造解决方案已成为Nova火箭开发和生产的组成部分。

Stoke Space一直是Additive Industries技术的热情采用者，多年来一直使用其MetalFab G2系列，一种模块化配置的金属粉末床融合系统。

在过去一年左右，该公司大幅增加了对金属增材制造的投资。

最初于2025年5月成为MetalFab 420K的首位beta用户，随后订购了五台MetalFab 420K生产系统。

对于这家太空发射公司而言，MetalFab 420K满足了该领域在质量、产量和自动化方面的严格需求。

该3D打印机本身是一个自动化、模块化的系统，配备四个1kW全幅激光器、可变光束直径、增强的气流速率以及自动校准和过程控制。

这些特性（以及其他特性）使火箭制造商能够最大化其3D打印产量，并建立连续且可靠的生产工作流程。

正如Additive Industries技术主管Niels Cruts所解释的，「MetalFab 420K引入了许多功能，使Stoke Space能够进一步改进其增材制造工艺。

关键功能包括引入四个1kW激光器，这使他们能够进一步提高工艺生产力，对于为太空硬件应用加工的挑战性材料尤为重要；以及指令光斑尺寸功能，使他们能够按需使用100-500µm的校准光束直径作为额外的工艺参数。」

除了MetalFab 420K中引入的强大四激光配置和可变光斑尺寸外，Cruts还提到了改进的自动激光校准和气流带来的好处。

「我们现在在构建作业过程中提供过程中激光到激光的对准校准，进一步提高了零件质量。

此外，为了解锁更高的激光功率和扫描速度，气流得到了优化，流量增加了2.5倍以上，且床面上的速度变化小于10%。

最后，引入了新的过滤器设计和增强的氧湿度控制，旨在应对工艺生产率和产量的提升。」

所有这些技术改进使得该系统对于Stoke Space而言，能够提供一致的产量、高质量的零件以及显著的开机时间改进。

Stoke Space高级增材制造工程师Derek Schmuland表示，「我们的期望是一台极其可靠且可预测的机器，能够轻松生产出无缺陷的材料。」

确实，MetalFab 420K在其设施中的集成使Stoke Space达到了新的生产力水平。

这很大程度上归功于开机时间和利用率的提高，已超过90%。

他们实现高开机率有两个关键原因，Cruts表示，「首先，这些机器多年来在该行业已被证明极其可靠和一致，并得到我们端到端客户支持承诺的保障。

其次，所有MetalFab系统架构中内置的自动化程序使他们能够以最少的人员轮班和资源运行，作业更换时间显著减少并实现自动化。」

在实际操作中，这意味着Stoke Space可以继续在夜间和整个周末打印零件，而无需任何夜间或周末人员。

Stoke Space增材制造工程师Parker Reynolds表示，「运行所需的人工工时显著减少，我们能够用更少的人从机器和部门中获得更多生产力。」

他还说，「[这项技术]如此省心，以至于我有一半时间都忘了打印机在那里。

我启动打印，几天后回来，零件已经在那里等着我，或者它已经在打印另一批，无需我或我的团队监督。」

有助于实现高可用性率的是一个完全集成且自动化的粉末管理系统，它最大限度地减少了金属粉末颗粒暴露于人员、氧气和湿气的风险，确保了安全性和材料质量。

Cruts特别提到了Additive Industries的粉末装载工具（PLT），该工具直接从雾化源装载金属粉末，在惰性条件下运输，并自动装载到MetalFab系统中。

最终，Additive Industries的增材制造解决方案对Stoke Space可重复使用火箭技术的发展至关重要。

虽然我们不知道Nova两级运载火箭的哪些部件是使用3D打印制造的，但可以肯定地说，该技术用于几个关键结构，并使Stoke Space能够快速迭代、测试和调整其设计，即使是那些由要求苛刻的高温合金制成的设计。

Additive Industries产品管理主管Andrew Hawkins表示，「金属增材制造使太空发射公司能够以比传统制造快得多的速度开发和迭代产品设计，同时更大程度地优化产品。

这提供了提高效率和创造新颖设计的机会，同时实现简化的供应链。

此外，还有开发和加工难以用传统方式加工的先进材料的潜力。」

对于Additive Industries而言，航空航天领域代表了一个基础的采用者群体。

具体来说，Stoke Space不仅是第一家安装其MetalFab 420K系统的公司，该公司还表示，太空和航空航天公司占其MetalFab总装机量的50%以上。

金属增材制造与航空航天之间的共生关系只会继续发展，前者改进将解锁后者的创新。

正如Hawkins总结的那样，「在Additive Industries，我们相信在过去十年中，我们的技术取得了巨大进步，已达到在工业中被证明是可行的工业制造工艺的地步。

我们现在专注于继续证明、增强和改进这一地位，以持续提高可靠性和开机时间，确保其在规模上经济有效。

「在我们继续开发和微调系统、引入新材料、更好的工艺参数和更先进的工艺监控技术的同时，我们还专注于如何支持客户实现端到端的工业增材制造，确保我们始终提供最佳的生产经济和资格认证准备平台，并内置应用专业知识和支持。」