3D打印的應(yīng)用正逐漸成為太空任務(wù)不可或缺的一部分。

2024年，太空探索領(lǐng)域?qū)⒂瓉硪幌盗蓄A(yù)期的重大進(jìn)展，其中3D打印技術(shù)的應(yīng)用將顯得格外引人注目，影響深遠(yuǎn)。這種新型太空探索方式已經(jīng)徹底改變了我們對(duì)太空制造的認(rèn)知，提供了大量解決方案，有望使太空任務(wù)更加高效和可持續(xù)。

在我們展望3D打印在太空探索中的巨大潛力時(shí)，不妨先回顧一下2023年這一創(chuàng)新領(lǐng)域所取得的進(jìn)展。這一年是太空探索活力四射、挑戰(zhàn)眾多的一年，涵蓋了行業(yè)整合、雄心勃勃的企業(yè)計(jì)劃、創(chuàng)新發(fā)射技術(shù)，甚至還包括了一家大型航天公司的關(guān)閉。

No. 1 Launcher被Vast收購，繼續(xù)3D打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)

作為太空3D打印領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破，2023年3月，太空棲息地的領(lǐng)軍企業(yè)Vast完成了對(duì)位于加利福尼亞的小型運(yùn)載火箭制造商Launcher的收購。此舉將Launcher在高性能火箭發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)領(lǐng)域的專長與Vast雄心勃勃的人造重力空間站構(gòu)建目標(biāo)相結(jié)合，為太空3D打印的未來展現(xiàn)了巨大的潛力。

Launcher的E-2火箭發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)實(shí)拍，圖片來自：Launcher

Launcher成立于2017年，旨在制造能夠?qū)⑿⌒托l(wèi)星送入太空的高效、具有成本效益的火箭。值得一提的是，Launcher還是第一家使用銅合金進(jìn)行3D打印火箭的公司，并成功測(cè)試了使用3D打印開發(fā)的全尺寸E-2 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。隨著Launcher創(chuàng)始人Max Haot在Vast的領(lǐng)導(dǎo)崗位上，一支由超過120名專業(yè)人員組成的團(tuán)隊(duì)將匯聚他們?cè)诨鸺こ毯?D打印方面的專業(yè)知識(shí)，共同努力推動(dòng)太空3D打印的探索。

No. 2 3D打印火箭制造商Virgin Orbi宣布破產(chǎn)

2023年4月，美國維珍軌道公司（Virgin Orbit）宣布破產(chǎn)，公司在巔峰時(shí)期曾估值37億美元。根據(jù)美國破產(chǎn)法第11章，該公司申請(qǐng)破產(chǎn)并停止運(yùn)營。這一發(fā)展令人失望，特別是考慮到該公司在3D打印太空硬件領(lǐng)域最初所承諾的潛力。維珍軌道公司的困境在2023年1月份的一次發(fā)射失敗中達(dá)到頂峰，其LauncherOne火箭出現(xiàn)異常，導(dǎo)致過早關(guān)閉并未能成功進(jìn)入軌道，這也最終成了壓倒Virgin Orbit的最后一根稻草。

LauncherOne最近的一次發(fā)射以失敗告終，圖片來自：Virgin Orbit

雖然Virgin Orbit成功將3D打印技術(shù)應(yīng)用于火箭制造，大幅縮短發(fā)動(dòng)機(jī)制造周期，但仍面臨資金困難。2022年底至2023年初，其股價(jià)跌幅超過90%。這種情況不僅局限于Virgin Orbit，其他很多同樣采用3D打印技術(shù)的航天初創(chuàng)公司也未能將其火箭送入軌道，加上行業(yè)內(nèi)的裁員處境并不樂觀，這些都反映了太空探索領(lǐng)域的發(fā)展充滿挑戰(zhàn)。

No. 3 Relativity全球首枚3D打印火箭成功發(fā)射

去年三月，美國相對(duì)論空間公司（Relativity Space）在一波三折后，發(fā)射了世界上第一枚完全由3D打印制造的火箭，這枚名為“人族1號(hào)”（Terran 1）的火箭高達(dá)110英尺，從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角成功起飛，但因第二級(jí)引擎問題未能進(jìn)入軌道。然而，對(duì)于Relativity Space和整個(gè)3D打印行業(yè)來說仍然意義重大。

Relativity用于制造火箭的Stargate工廠，圖片來自：Relativity

Terran 1火箭的獨(dú)特之處在于其85%的部件由3D打印技術(shù)制造，確切的是說是由Relativity的機(jī)器人定向能量沉積（DED）系統(tǒng)“Stargate”制造，該系統(tǒng)被認(rèn)為是世界上最大的金屬3D打印機(jī)。不過，Relativity在3月份的發(fā)射嘗試失敗后，決定改變其戰(zhàn)略于4月份停止其Terran 1小型運(yùn)載火箭的開發(fā)，加快Terran R的開發(fā)。同時(shí)還將其3D打印優(yōu)先方法與傳統(tǒng)金屬彎曲技術(shù)相結(jié)合，而不再是追求最大程度上使用3D打印來制作。

No. 4 Agile Space和6K Additive聯(lián)手推進(jìn)太空3D打印

2023年，Agile Space與6K Additive攜手合作，利用高溫合金3D打印技術(shù)推動(dòng)太空技術(shù)的發(fā)展，特別是在關(guān)鍵火箭部件的制造上。Agile計(jì)劃在其3D打印組件制造工廠中認(rèn)證并采用6K Additive提供的鎳625（Ni625）粉末，首先應(yīng)用于Agile的A2200雙組元自燃發(fā)動(dòng)機(jī)。

通過Ni625 粉末制作的A2200自燃發(fā)動(dòng)機(jī)，圖片來自：6K Additive 提供。

這款發(fā)動(dòng)機(jī)使用一種名為聯(lián)氨的特殊燃料，可以在無需傳統(tǒng)點(diǎn)火火花的情況下運(yùn)行。增材制造技術(shù)使得快速開發(fā)周期成為可能，大幅縮短了航空航天組件的開發(fā)時(shí)間，將其減少到僅需12個(gè)月。A2200發(fā)動(dòng)機(jī)采用6K Additive提供的Ni625粉末制造，專門為月球著陸器設(shè)計(jì)，能夠?yàn)樵虑蛉蝿?wù)提供精確的控制和機(jī)動(dòng)性。

No. 5 URSA MAJOR公司完成1.38億美元融資

2023年11月，專注于3D打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)制造的美國Ursa Major宣布在D輪融資中完成了1.38億美元融資。這筆資金將用于支持Ursa Major的Lynx平臺(tái)開發(fā)，該平臺(tái)專門針對(duì)SRM的模塊化3D打印設(shè)計(jì)。

基于3D打印固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)（SRM）工藝制造的電機(jī)，圖片來自：Ursa Major

對(duì)于Ursa Major而言，2023年是極為關(guān)鍵的一年。它不僅獲得了重要的資金支持，還與America Makes建立了合作關(guān)系，在加速從原型設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換以及推動(dòng)聯(lián)邦支持下知識(shí)產(chǎn)權(quán)的商業(yè)化方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，有助于為美國國內(nèi)航天硬件及其他領(lǐng)域的制造設(shè)立新標(biāo)準(zhǔn)。就在去年12月低，Ursa Major已成功通過北美TUV萊茵頒發(fā)的AS9100D認(rèn)證。

事實(shí)上，眾多太空項(xiàng)目的成功展示了3D打印技術(shù)在太空探索領(lǐng)域的巨大進(jìn)步和潛力。這項(xiàng)技術(shù)不僅加快了太空部件的制造過程，也極大地降低了成本，同時(shí)提供了更多的設(shè)計(jì)靈活性和創(chuàng)新可能。

3D打印的應(yīng)用正逐漸成為太空任務(wù)不可或缺的一部分。

2024年，太空探索領(lǐng)域?qū)⒂瓉硪幌盗蓄A(yù)期的重大進(jìn)展，其中3D打印技術(shù)的應(yīng)用將顯得格外引人注目，影響深遠(yuǎn)。這種新型太空探索方式已經(jīng)徹底改變了我們對(duì)太空制造的認(rèn)知，提供了大量解決方案，有望使太空任務(wù)更加高效和可持續(xù)。

在我們展望3D打印在太空探索中的巨大潛力時(shí)，不妨先回顧一下2023年這一創(chuàng)新領(lǐng)域所取得的進(jìn)展。這一年是太空探索活力四射、挑戰(zhàn)眾多的一年，涵蓋了行業(yè)整合、雄心勃勃的企業(yè)計(jì)劃、創(chuàng)新發(fā)射技術(shù)，甚至還包括了一家大型航天公司的關(guān)閉。

No. 1 Launcher被Vast收購，繼續(xù)3D打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)

作為太空3D打印領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破，2023年3月，太空棲息地的領(lǐng)軍企業(yè)Vast完成了對(duì)位于加利福尼亞的小型運(yùn)載火箭制造商Launcher的收購。此舉將Launcher在高性能火箭發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)領(lǐng)域的專長與Vast雄心勃勃的人造重力空間站構(gòu)建目標(biāo)相結(jié)合，為太空3D打印的未來展現(xiàn)了巨大的潛力。

Launcher的E-2火箭發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)實(shí)拍，圖片來自：Launcher

Launcher成立于2017年，旨在制造能夠?qū)⑿⌒托l(wèi)星送入太空的高效、具有成本效益的火箭。值得一提的是，Launcher還是第一家使用銅合金進(jìn)行3D打印火箭的公司，并成功測(cè)試了使用3D打印開發(fā)的全尺寸E-2 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。隨著Launcher創(chuàng)始人Max Haot在Vast的領(lǐng)導(dǎo)崗位上，一支由超過120名專業(yè)人員組成的團(tuán)隊(duì)將匯聚他們?cè)诨鸺こ毯?D打印方面的專業(yè)知識(shí)，共同努力推動(dòng)太空3D打印的探索。

No. 2 3D打印火箭制造商Virgin Orbi宣布破產(chǎn)

2023年4月，美國維珍軌道公司（Virgin Orbit）宣布破產(chǎn)，公司在巔峰時(shí)期曾估值37億美元。根據(jù)美國破產(chǎn)法第11章，該公司申請(qǐng)破產(chǎn)并停止運(yùn)營。這一發(fā)展令人失望，特別是考慮到該公司在3D打印太空硬件領(lǐng)域最初所承諾的潛力。維珍軌道公司的困境在2023年1月份的一次發(fā)射失敗中達(dá)到頂峰，其LauncherOne火箭出現(xiàn)異常，導(dǎo)致過早關(guān)閉并未能成功進(jìn)入軌道，這也最終成了壓倒Virgin Orbit的最后一根稻草。

LauncherOne最近的一次發(fā)射以失敗告終，圖片來自：Virgin Orbit

雖然Virgin Orbit成功將3D打印技術(shù)應(yīng)用于火箭制造，大幅縮短發(fā)動(dòng)機(jī)制造周期，但仍面臨資金困難。2022年底至2023年初，其股價(jià)跌幅超過90%。這種情況不僅局限于Virgin Orbit，其他很多同樣采用3D打印技術(shù)的航天初創(chuàng)公司也未能將其火箭送入軌道，加上行業(yè)內(nèi)的裁員處境并不樂觀，這些都反映了太空探索領(lǐng)域的發(fā)展充滿挑戰(zhàn)。

No. 3 Relativity全球首枚3D打印火箭成功發(fā)射

去年三月，美國相對(duì)論空間公司（Relativity Space）在一波三折后，發(fā)射了世界上第一枚完全由3D打印制造的火箭，這枚名為“人族1號(hào)”（Terran 1）的火箭高達(dá)110英尺，從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角成功起飛，但因第二級(jí)引擎問題未能進(jìn)入軌道。然而，對(duì)于Relativity Space和整個(gè)3D打印行業(yè)來說仍然意義重大。

Relativity用于制造火箭的Stargate工廠，圖片來自：Relativity

Terran 1火箭的獨(dú)特之處在于其85%的部件由3D打印技術(shù)制造，確切的是說是由Relativity的機(jī)器人定向能量沉積（DED）系統(tǒng)“Stargate”制造，該系統(tǒng)被認(rèn)為是世界上最大的金屬3D打印機(jī)。不過，Relativity在3月份的發(fā)射嘗試失敗后，決定改變其戰(zhàn)略于4月份停止其Terran 1小型運(yùn)載火箭的開發(fā)，加快Terran R的開發(fā)。同時(shí)還將其3D打印優(yōu)先方法與傳統(tǒng)金屬彎曲技術(shù)相結(jié)合，而不再是追求最大程度上使用3D打印來制作。

No. 4 Agile Space和6K Additive聯(lián)手推進(jìn)太空3D打印

2023年，Agile Space與6K Additive攜手合作，利用高溫合金3D打印技術(shù)推動(dòng)太空技術(shù)的發(fā)展，特別是在關(guān)鍵火箭部件的制造上。Agile計(jì)劃在其3D打印組件制造工廠中認(rèn)證并采用6K Additive提供的鎳625（Ni625）粉末，首先應(yīng)用于Agile的A2200雙組元自燃發(fā)動(dòng)機(jī)。

通過Ni625 粉末制作的A2200自燃發(fā)動(dòng)機(jī)，圖片來自：6K Additive 提供。

這款發(fā)動(dòng)機(jī)使用一種名為聯(lián)氨的特殊燃料，可以在無需傳統(tǒng)點(diǎn)火火花的情況下運(yùn)行。增材制造技術(shù)使得快速開發(fā)周期成為可能，大幅縮短了航空航天組件的開發(fā)時(shí)間，將其減少到僅需12個(gè)月。A2200發(fā)動(dòng)機(jī)采用6K Additive提供的Ni625粉末制造，專門為月球著陸器設(shè)計(jì)，能夠?yàn)樵虑蛉蝿?wù)提供精確的控制和機(jī)動(dòng)性。

No. 5 URSA MAJOR公司完成1.38億美元融資

2023年11月，專注于3D打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)制造的美國Ursa Major宣布在D輪融資中完成了1.38億美元融資。這筆資金將用于支持Ursa Major的Lynx平臺(tái)開發(fā)，該平臺(tái)專門針對(duì)SRM的模塊化3D打印設(shè)計(jì)。

基于3D打印固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)（SRM）工藝制造的電機(jī)，圖片來自：Ursa Major

對(duì)于Ursa Major而言，2023年是極為關(guān)鍵的一年。它不僅獲得了重要的資金支持，還與America Makes建立了合作關(guān)系，在加速從原型設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換以及推動(dòng)聯(lián)邦支持下知識(shí)產(chǎn)權(quán)的商業(yè)化方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，有助于為美國國內(nèi)航天硬件及其他領(lǐng)域的制造設(shè)立新標(biāo)準(zhǔn)。就在去年12月低，Ursa Major已成功通過北美TUV萊茵頒發(fā)的AS9100D認(rèn)證。

事實(shí)上，眾多太空項(xiàng)目的成功展示了3D打印技術(shù)在太空探索領(lǐng)域的巨大進(jìn)步和潛力。這項(xiàng)技術(shù)不僅加快了太空部件的制造過程，也極大地降低了成本，同時(shí)提供了更多的設(shè)計(jì)靈活性和創(chuàng)新可能。