高速低成本金属3D打印！SPEE3D冷喷涂制造火箭发动机

近日，来自澳大利亚冷喷3D打印机制造商SPEE3D宣布，计划用低成本的金属3D打印火箭发动机彻底改变航天领域。SPEE3D公司从澳大利亚政府的现代制造计划（MMI）拨款中获得了125万澳元，并从北领地政府进一步获得了的31.2万澳元，这些资金将用来实施他们的最新项目SPAC3D。

通过SPAC3D项目，SPEE3D将寻求利用其特有的冷喷技术为澳大利亚新兴的航天工业制造高质量、低成本的金属3D打印火箭发动机。

SPEE3D的首席技术官StevenCamilleri对外表示说 “SPEE3D已经开发出一种新的方法，用我们的先进制造工艺快速制造火箭发动机。MMI拨款将使我们能够与澳大利亚的其他合作伙伴合作，为新兴的工业空间市场制造和测试可用于飞行的发动机。"

△SPEE3D正在将注意力转向3D打印火箭发动机。图片来自SPEE3D

从军事到太空的自新之路

据报道，SPEE3D的独家的冷喷专利增材制造技术打印金属零件的速度要以比传统金属3D打印方法快100至1000倍。据称，这项技术也是唯一能够按需打印金属零件的工艺之一，其成本比传统制造更具竞争力。

冷喷技术不依靠激光或其他热能来源，而是利用动能，通过高速压缩的气流将金属粉末喷到基体上。这给了材料足够的能量，使其变形并与下面的固体零件结合，形成额外包覆层。

2019年2月，SPEE3D被澳大利亚皇家海军选中，参加一个为期两年的150万澳元项目，试行其金属3D打印技术，目的是简化海军巡逻舰的维护。

一年后，SPEE3D公司获得了另一个150万澳元的国防项目，20名士兵接受了该公司的冷喷技术培训。一旦证明技术是成功的，士兵们就试图采用这项新学习的技能，在澳大利亚北部地区的恶劣环境中对SPEE3D的WarpSPEE3D三维打印机进行为期三天的实地试验。

WarpSPEE3D能够在困难的条件下运输和卸载，并在30分钟内投入使用。据了解，它能够以每分钟100克的速度打印重量达40公斤的大型金属零件。

初次实地试验成功后，澳大利亚陆军使用升级版的打印机进行了第二组实地演练。在两周的时间里，士兵们能够在高达37摄氏度的温度下3D打印最终使用的部件，证明了该技术是在野外按需生产军事部件的可靠解决方案。

SPEE3D公司最近宣布它赢得了ADMA基金会的陆军中小企业创新奖，因为它的机器能够通过按需3D打印的能力来改善军事供应链。

△澳大利亚陆军正在准备WarpSPEE3D打印机的操作。照片来自澳大利亚陆军

在证明了其技术在国防领域的成功应用之后，SPEE3D现在正寻求通过新的SPAC3D项目将其注意力转向太空。

3D打印低成本的火箭发动机

SPEE3D已将制造太空部件这一价值数十亿美元的行业确定为其下一个创业项目，并表示这一领域的需求在未来几年内将会出现强劲增长。然而，火箭发动机从设计到制造完成的交货时长仍然是当今全球各地制造商面临的一个挑战。

不过，SPEE3D公司已经展示了其冷喷技术生产火箭发动机部件的能力。他们公司的WarpSPEE3D 3D打印机在短短三个小时内就生产了一个17.9公斤的铜制火箭喷嘴衬垫，成本不到1000美元。现在，在政府对其SPAC3D项目的支持下，SPEE3D将寻求将其技术应用于制造高质量的金属3D打印火箭发动机的可行性。与传统方法生产火箭发动机相比，这项技术的制作成本仍然具有很大优势。

MMI旨在帮助澳大利亚制造商扩大规模，创造就业机会，以加强本国的制造能力，并为进入国内和全球供应链提供新的机会。据SPEE3D称，SPAC3D项目将为澳大利亚新兴的航天工业提供前所未有的机会，这也会助力SPEE3D公司成为世界领先的火箭发动机制造商和出口商。

澳大利亚工业、科学和技术部长Christian Porter说："政府的现代制造业倡议是为了支持我们的制造商提高竞争力、复原力，并能够承担新的国内和全球市场。这笔配套的政府资金将帮助SPEE3D发展其业务和创造就业机会，同时也刺激了对制造业的进一步投资，并巩固了澳大利亚作为一个创造高价值产品的国家的声誉。"

现在，SPEE3D的SPAC3D项目已经获得绿灯，下一步他们将着手进行热火测试，并验证其3D打印火箭发动机对商业航天器的实用性。

北部省首席部长Michael Gunner补充说："这是SPEE3D公司的又一重大进展，他们正在先进制造业中大放异彩，一路向顶端制造领域高歌猛进。我们很自豪地通过我们的本地就业基金支持SPEE3D，他们是本地区的一个真正的代表，像SPEE3D这样的项目加强了我们作为澳大利亚回归之都的地位。"

△SPEE3D在短短三小时内3D打印了一个铜制火箭喷嘴衬垫。图片来自SPEE3D

3D打印火箭发动机的进展

然而，SPEE3D在太空竞赛中也同样面临着诸多激烈的竞争，多家私营公司都在寻求开发和发射自己的下一代运载火箭、卫星和火箭。

例如，英国航空航天公司Orbex正在为其Prime运载火箭的发射做准备，最近委托AMCM公司生产欧洲最大的工业3D打印机，以便在内部快速3D打印火箭，而推进系统制造商Aerojet RocketDyne的RL10火箭发动机在5月就成功通过了NASA的点火测试。

在其他方面，总部位于加州的航空航天公司Rocket Lab已经发布了其下一代可重复使用的3D打印火箭Neutron。火箭制造商RelativitySpace也已经进一步筹集了6.5亿美元，以增加其新的3D打印Terran R火箭的生产，而航空航天推进器开发商Agile SpaceIndustries则通过收购了3D打印服务局Tronix3D，来优化其推进系统的性能，用于为NASA和SpaceX即将开展的月球任务提供动力。

△SPEE3D的WarpSPEE3D 3D打印机。照片来自SPEE3D

最近，火箭发动机制造商PANGEA Aerospace和增材制造工程公司AENIUM建立了工业合作伙伴关系，利用NASA的GRCop-42铜超合金为欧洲太空市场开发3D打印推进系统并实现工业化。

由此可见，世界各国在3D打印太空制造领域的探索案例都在呈现着“井喷式“的发展势头，也足以表明各国对增材制造行业的重视程度。想到此处，南极熊不禁感慨，这或许就是未来新一轮的太空竞赛热点，而3D打印将成为其中极为重要的催化剂。谁掌握了3D打印的话语权，谁就是太空领域的”执剑人“，这也表明我国增材制造的发展任重道远。