发力3D打印，Blue Origin投资2亿美元建设火箭发动机工厂

文：3D科学谷

在航天领域，3D打印技术已然成为“顶梁柱”。SpaceX、Blue Origin、马歇尔太空飞行中心，Aerojet Rocketdyne，以及Rocket Lab在2016年再一次证明，3D打印不仅将提升火箭发射设备的性能，更能降低火箭发射的成本。

近日，亚马逊的CEO杰夫贝索斯创立的Blue Origin火箭公司在亨茨维尔的一家价值2亿美元的发动机工厂破土动工。接下来，来领略这家工厂的建设目的以及通过Blue Origin所处的3D打印应用阶段来思考国内3D打印在应用方面需要做的努力。

图片：BE-4发动机

高度自动化的3D打印生产线
与高调的SpaceX不同的是，Blue Origin一直在秘密地开发其BE-4火箭发动机。SpaceX公司和Blue Origin都希望能够回收利用火箭，但他们的火箭却不同。Blue Origin公司的火箭主要用于亚轨道空间飞行，然后再返回到地面。而SpaceX公司的Falcon 9火箭是为了将货物运输到轨道空间或更远的地方。

3D打印在发动机的生产中发挥了关键作用，更令人大开眼界。具体来说，Blue Origin采用3D打印技术来打印BE-4火箭发动机的壳体、涡轮、喷嘴、转子。BE-4是以液化天然气为燃料的新一代火箭发动机。

Blue Origin发动机工厂破土动工的同时，还宣布了其与美国宇航局位于亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心达成的协议，在该中心翻新并重新开放试验台4670，以测试在阿拉巴马州制造的新发动机。

而关于Blue Origin的火箭发动机工厂，机器人和增材制造（3D打印）相互结合在“高度自动化”的装配线上构建公司的两个主要发动机 – BE-3和新的BE-4。

根据Blue Origin，这个工厂生产的发动机有很多3D打印零部件，这里将每年生产数十台发动机，工厂还将有一个工程小组，将支持Blue Origin在实验台4670上进行的那些发动机测试。

根据市场观察，Blue Origin的Ox Boost Pump增压泵（OBP）设计利用3D打印-增材制造技术制造出许多关键部件，从单一的3D打印铝件，到镍合金液压涡轮。增材制造方法允许集成复杂的内部流道到设计中，这是难以通过传统制造技术制造出来的。涡轮喷嘴和转子也通过3D打印出来，仅仅需要很小的后期加工就可以满足精度要求。

就在时隔一年前的2018年2月，SpaceX的猎鹰重型运载火箭，在美国肯尼迪航天中心首次成功发射，并成功完成两枚一级助推火箭的完整回收。

我们看到伊隆·马斯克（Elon Musk）的Spacex正在扰乱全球太空行业。包括中国和印度在内的所有发射提供商都不得不重新考虑降低成本的方法。

再到今天Blue Origin的2亿美金的发动机工厂建设，可以说3D打印在火箭发动机领域的应用经历过了多年的“厚积”技术沉淀，到了产业化的“薄发”制造阶段了。

3D打印开启了下一代经济性的火箭发动机制造之路，而或许这将成为NASA与ESA抢滩低成本、可重复利用的下一代火箭发动机的触发因素。

人类探索太空的发展历程中，一边是引爆行业竞争的可回收、低成本火箭，一边是起着四两拨千斤重要性的3D打印技术。这其中的竞争规则，值得深思。

图片：3D打印国家指数，中国处于第二梯队，在将3D打印技术实现商业转化方面存在这跻身于第一梯队的机会。

正如微软的现任CEO萨提亚在刷新一书中提到的“真正创造经济机会的是使用技术的强度，而不是单纯获得技术。国家究竟是将技术束之高阁，还是对劳动力展开有针对性的培训，让他们创造最大的生产率？这就是强度。问题不只是技术何时到来，还在于使用技术的强度。”

的确，虽然我国对3D打印的战略地位给予了充分的肯定和重视，但不足之处是目前还停留在偏重拥有技术的层面上，此外，目前科研院所前期投资了大量资金购买的3D打印设备，又面临着束之高阁之痛。我国需要给予对3D打印技术的运用强度方面充分的重视，在推动3D打印发展方面需要在应用领域加大力度，因为每个产业化的机会背后都蕴含着多年的探索实验这样的“厚积”阶段的技术积累，只有这样才能实现使用技术的强度。

来源：3D科学谷