随着太空(kōng)探索技术(shù)公司(SpaceX)和蓝色起(qǐ)源(Blue Origin )等(děng)民营航天公司(sī)的崛起,新的(de)技术和运营理念(niàn)正在飞速改变商业航天的发展。
低成本是(shì)民营航天公司的(de)一大优势。为实现更(gèng)低成本发射,3D打印火箭成为(wéi)多家公司的尝(cháng)试方向。
2019年底,在德国(guó)法兰克福(fú)举行(háng)的全球最大3D打印贸易展上,Titomic展出其制造的(de)一枚(méi)5.5米高的(de)钛合金火箭,这是目前全球(qiú)最大的(de)3D打印(yìn)钛合金火箭。
这枚火箭(jiàn)是昆士兰(lán)Gilmour Space技术公司(sī)制(zhì)造的27米火箭的缩(suō)小版模(mó)型,整体制造完成只用了27.6小时。
Titomic在YouTube发布的视频里称,采用性能优越(yuè)的钛合金和其他高性能合金(jīn),该(gāi)公司可以在165个小(xiǎo)时内制造出一枚全尺(chǐ)寸的完整(zhěng)火箭。
Titomic成(chéng)立(lì)于2014年,主要从事(shì)大尺(chǐ)寸金属零(líng)件及复杂形状(zhuàng)零件(jiàn)的大(dà)批(pī)量生产。它采用一种被称作(zuò) Titomic动力聚合(Dynamic Fusion)的技术,将钛金属和非金(jīn)属粉末等原料喷覆在支架上(shàng)进行(háng)3D打印。由此制造的火箭,具有(yǒu)质量更(gèng)轻、强度更(gèng)大、成(chéng)本更低的(de)特(tè)点。
Titomic已将该(gāi)技术广泛地应(yīng)用在自行车制造(zào)、船舶零件和商(shāng)业航天(tiān)领域。

钛(tài)被称(chēng)作宇宙金属(shǔ)或太空金(jīn)属,是航天工业(yè)中的一种重要原(yuán)材料,具有很好的耐(nài)腐蚀性,重量仅为钢铁的(de)一半(bàn),且强度高于铝材和(hé)钢材(cái),在火箭和导弹(dàn)的制造中得到了广(guǎng)泛应用。
据Titomic介绍,航空航天产业(yè)是钛合金的(de)最大客户,用钛合金可(kě)以制造机身、轴承、外壳、起落架等(děng)构件,具备优良(liáng)的耐(nài)热、耐腐蚀性,高强度和低密度。
Titomic表示,在目前的航空航天工业中,超过九成(chéng)的材料直接在铝材或钛合金的坯料上(shàng)加工而成。3D打印技术(shù)几乎可以直(zhí)接将零(líng)件制成所需(xū)的(de)形状,只(zhī)需要消耗之(zhī)前金属用量的10%,将BTF比降低80%。这显著(zhe)地(dì)提(tí)高了公司的盈(yíng)利能力,并将火箭生产(chǎn)时间从数天缩短至(zhì)数小时。
BTF比 ,即Buy-to-fly ratio,指的是制造一(yī)个(gè)零件所需原材料(liào)量与最终零件中所含有材料量(liàng)的比率(lǜ)。BTF比 越高,意味着(zhe)零部件生产成本越高。
Titomic并不是唯一一家从事3D打印火箭技术的公司。
成立于2016年的美(měi)国初(chū)创航天(tiān)公司——相对论太空公司(Relativity Space),在2019年10月(yuè)完成(chéng)了1.4亿美(měi)元的融资。这(zhè)部分资金将支持该公司用(yòng)3D打印技术(shù)发展(zhǎn)火(huǒ)箭与航天事业(yè)。

相对论太空公(gōng)司称,从理论上讲,他们能在60天时间内完(wán)成火箭发射前(qián)的准备工作(zuò),包(bāo)括原材料的准备、生产组装,再到登上发射台。
据(jù)CNBC报道,相对(duì)论(lùn)空间公(gōng)司的首席执行官Tim Ellis表(biǎo)示,相对论空间公司的3D打印(yìn)火箭将在2021年初进(jìn)行首(shǒu)次(cì)轨道(dào)发射。
相对(duì)论空间(jiān)公司最新型(xíng)号的专利3D打印机名为星际之门(Star Gate),该(gāi)打印机高30英尺(chǐ),拥有(yǒu)多个触手。Terran-1号火箭是星际之门打印的第一(yī)枚火箭,其全身(shēn)95%零部(bù)件由(yóu)3D打印机制造(zào)。