CuCrZr

UCL火箭（UCLR），伦敦大学学院的学生主导火箭团队，完成了其首个低温再生冷却火箭发动机的热火测试。该静态测试使用了一台7千牛液氧（LOX）和异丙醇（IPA）发动机，其燃烧室由Eplus3D打印的CuCrZr材料制成，内含57条内部冷却通道。

ARIS火箭发动机的核心部件铜质本体是一层层3D打印堆出来的。刚发布的PEGASUS Gen2，第二代旋转爆轰火箭发动机。普通火箭发动机是把燃料稳稳地烧掉，像个超大号喷火枪。旋转爆轰发动机(英文缩写RDRE)反着来，它让燃料在一个圆环形的腔里一下下爆炸，爆炸冲击波绕着圈狂奔。这类发动机的冲击波最快每秒能绕两万圈，产生比稳烧高得多的压力和温度，把燃料里的能量榨得更干净。 ARIS是苏黎世联邦理工(ETH Zurich)的学生航天团队。它的前身项目PERSEUS造出全球第一台学生自制的旋转爆轰火箭发动机。到Gen1又推进到液体燃料阶段，烧液态丙烷加液氧。PEGASUS的铜质发动机本体，中间的圆环就是燃料绕圈爆炸的地方。效率这点是关键。据报道，这种炸着烧的方式理论上比常规发动机省10%到20%的燃料，听着不多，但火箭起飞重量里燃料占了八到九成。省下这点，换算成多带的货或省下的钱，是真金白银。 炸得这么猛，温度压力要求都会更加极端，普通加工根本做不出既扛得住又能散热的腔体。3D打印就是为这个上场的。Gen2本体由赞助商FeramicAG用一种叫CuCrZr的材料打印，喷注器(给发动机喷燃料的喷头)则用不锈钢做。CuCrZr是铜铬锆合金，往纯铜里掺一点点铬和锆，相当于给软铜加了筋，既保住了铜的导热，又把强度和硬度提上来。还有个价值点，3D打印能把冷却用的弯曲细管直接长在壁里面。火箭发动机有个巧办法叫再生冷却，让还没烧的冷燃料先在壁内的细管里绕一圈，顺手把壁面的热带走再进去烧，等于拿燃料自己当冷却液。这种弯弯绕绕的内部管道，传统铣刀很难做出来，就算做出来还得焊接，工艺难度大良率低，3D打印是最适合的工具。Gen2这一代的设计全压在散热上。官方说重做了冷却系统，改了喷管的内壁曲线来榨推力，还强化热管理挡住流向关键部位的热量，目标是把推力做到1kN左右，并达到热稳态。喷注器是另一个难点。它得在一毫秒内把丙烷和液氧混匀喷进去，算错一步爆炸波就可能往回窜。Gen2的喷注器加工，ARIS专门请了ZECHA和它的瑞士经销商DIHAWAG提供专用钻头，inspire AG钻喷注孔，PDZ做常规件，eMDe Blechfabrik AG做不锈钢小件。这事真正的看点不在那两万次爆炸。一支学生队伍能靠3D打印加供应链，做出过去只有国家级机构才能行的火箭推进技术。硬科技创新的门槛正在继续降低。

某增材设计新锐企业为头部AI芯片客户量产散热件，急寻SLM金属3D打印生产厂长。需主导量产基地从打样到批产的全流程管理，精通铝合金高导热材料，有五年以上实战经验。年薪25-40万加长期激励，长三角工作。

英国谢菲尔德哈勒姆大学的SHUROC团队，公布了他们第二代液体火箭发动机Noble3 p3。2kN推力，铬锆铜（CuCrZr）整机一次打印，可在500N到2000N之间深度节流。这是他们前两台都没有走过的路：那两台是车铣出来的传统活儿，Noble3是SHUROC 第一次完全交给金属增材制造。他们竟然第一次用3D打印做发动机，做的就是深度节流加着陆任务。这两件事，恰好是商业航天下一代发动机绕不开的两道题。这次项目竞赛（p4）的命题方是英国推进创业公司Protolaunch (p5)，目的是验证它自家的节流系统。题面假设的应用是一个概念性的土卫六（Titan）着陆器，双发集群做最终下降：点火高度30米，下降速度10 m/s，目标在着地瞬间把速度归零。整段燃烧期间推力要在500N–2000N范围内连续可调，氧化剂和燃料都靠空化文丘里管节流，发动机本身则用水做一次性排放冷却。冷却水流过一遍直接排掉，不回流。简单说就是：一台着陆窗口内推力要随时变四倍的发动机，整机壁厚和流道必须在一次构建里同时解决导热、强度和密封。看Noble 3的剖面图 p1 ，入口和出口歧管贴着燃烧室外壁绕一圈做单壁水套。这种结构如果走机加工路径，意味着分体加工、扩散焊或钎焊组装、然后做无损检测确认密封。学生团队的时间和预算都撑不住。激光粉末床熔融（LPBF）的逻辑反过来：水套、喷管、冷却通道、温度传感器孔位、接口螺纹底孔，在同一个工艺循环里一次成形。后处理只需要局部精加工和密封面修整。材料选CuCrZr，是因为它同时具备铜的高导热和合金化带来的高温强度，是目前少数能稳定打印、又适配火箭推力室热环境的铜合金。供应商是Aconity3D，其在火箭发动机打印这条线上已经不是新人。学生团队的发动机本身不会改变商业航天的格局，但它说明金属增材制造做液体火箭发动机，已经从前沿样件变成年度课程项目可以交付的标准选项。一台铬锆铜整机一次打印、推力可变四倍、用于概念着陆器的发动机，作者是一群本科生。这件事五年前不成立。着陆器发动机、深度节流、再入返回小推力变工况，这些过去由国家级别航天机构包揽的题目，正在同时出现在商业公司路线图和学生竞赛工位上。门槛塌下来，3D打印不是唯一原因，但它是把铜合金和复杂内流道做到按周交付的关键一环。

总部位于迪拜的工程公司LEAP 71在不到三周内完成了两台20 kN级甲烷-液氧火箭发动机的热试车，实现了从初始规格到点火测试的全流程。这两台发动机完全由该公司的大型计算工程模型Noyron生成，无需人类直接参与设计环节。