如图1图2所示，加拿大航天公司NordSpace宣布成功测试高超音速固体火箭发动机壳体时，图中那些闪着金属光泽的圆筒状零件，并不是传统制造产物。

没有焊缝，没有拼接痕迹，仿佛是从某个未来实验室里直接长出来的。

这些壳体采用的是激光粉末床熔融技术（LPBF）的金属3D打印，在一层薄如发丝的金属粉末上，高能激光按照预设路径扫描，所过之处，粉末瞬间熔化并凝固。

然后铺上新的一层粉末，再扫描，再熔化。如此往复，层层叠加，直到一个完整的三维零件从粉末床中生长出来。

对于火箭发动机壳体这类大尺寸、高精度零件而言，3D打印可以一体成型。

没有焊接，没有组装，一个零件就是一个零件。

这正是金属3D打印在航天领域最诱人的地方：设计自由度。

传统制造固体火箭发动机壳体，需要铸造、锻造、机加工、焊接等多道工序。每一道工序都意味着成本、时间，以及潜在的失效点。

而LPBF可以直接将模型变成实物，内部可以有复杂的冷却通道，壁厚可以渐变，结构可以拓扑优化。

这些在传统工艺中要么极其昂贵，要么根本做不到。

为什么是壳体？

高超音速飞行器对发动机的要求极为苛刻：要承受剧烈的温度变化、要足够轻以减少结构质量、还要能快速迭代以适应不同任务需求。

壳体作为发动机的骨架，承担着容纳推进剂、承受燃烧压力、连接其他结构件的多重任务。

如果壳体无法快速、高质量地制造出来，整个发动机的开发周期就会被拖慢。

LPBF能用的金属材料清单已经相当可观：钛合金、铝合金、镍基高温合金、马氏体时效钢、不锈钢、钴铬合金……

NordSpace没有透露具体使用了哪种材料，但从高超音速应用的描述来看，很可能是镍基合金如Inconel 718，这种材料在极端温度下仍能保持优异的机械性能。

不过一个对于所有人都很关键的问题是，这些动辄数百万的工业3D打印设备、航空级的金属粉末、严苛的工艺参数……

和普通3D打印爱好者有什么关系？

有意思的是，3D打印恰恰正在模糊专业与业余的边界。

有人用FDM3D打印这种消费级3D打印技术制作混合动力火箭的燃料药柱，在沙漠试飞成功.

有创客用消费级FDM打印尝试打印混合火箭发动机，虽然大多数试验都以自毁告终(如图3图4所示)，但基本原理是行得通的。

未来我们将分享类似DIY案例。

#商业航天 #DIY #3D打印