2022年5月，南极熊获悉，领先的3D打印机制造商EOS与工程设计软件专家Hyperganic合作，改善3D打印航空部件的设计和性能。
两家公司将把Hyperganic基于人工智能的算法工程软件Hyperganic Core与EOS的激光粉末床融合3D打印机集成在一起。使EOS客户能够使用算法模型设计他们的空间推进组件，完全越过传统的零件设计过程。这将大大简化设计工作流程，允许在几分钟内计算生成零件几何形状，并优化启动性能。
研究人员已经使用Hyperganic Core设计了一个完整的火箭发动机，该发动机是在EOS机器上进行3D打印的。
△使用 Hyperganic Core 设计的3D打印气钉火箭发动机。照片来自 EOS。
EOS 的创始人 Hans Langer 博士说：“作为一个不断开拓的创新者，我们现在正与 Hyperganic合作，将AM 领域引入另一种范式转变。这彻底改变了增材制造的设计流程，使增材制造成为从软件生成的算法工程到数字制造的真正数字化方法。”
自由设计
增材制造技术为我们提供了以前仅使用传统生产工艺无法实现的设计自由度。随着3D打印的兴起，现在可以制造具有复杂的内部冷却通道、晶格结构和薄壁几何形状。然而，尽管自20世纪以来已经取得了长足的进步，传统的CAD软件仍难以设计过于复杂的结构。这阻碍了工程师和设计师能快速地将想法转化为可生产的零件、结构或组件的过程。即使是对设计的微小更改也可能需要大量的手动改进，每次设计迭代都会增加项目的成本。
为了解决这些问题，3D打印行业现在可以使用衍生式设计和拓扑优化程序。这些产品基于预先设定的参数和算法设计部件，将大部分繁重的工作交给“CPU”即可。
Hyperganic 首席执行官 Lin Kayser 表示：“我们很高兴与 EOS 合作开展这项行业首创的合作。算法工程在几分钟内将想法转化为设计，工程师设置规则，计算机生成结果。具体来说，相信太空推进领域将从算法工程中受益匪浅。”
3D打印的气钉火箭发动机
Hyperganic Core 已经在该领域证明了它的多功能性，此软件被用于从头开始计算设计气钉火箭发动机。Aerospikes被认为是一个工程奇迹，并以在各种高度保持其空气动力学效率而闻名。
在短短几天内，Hyperganic Core 就制作了数百个可行的设计，其中一个是在EOS M 400-4系统上通过3D打印制造的。整体部件采用 Inconel 718 打印，具有零支撑结构。然后，研究人员使用AI算法自动重新设计要在更大的AMCM M 4K系统上进行 3D 打印的部件，这一次发动机是使用沉淀硬化铜合金 CuCrZr 打印的。
△3D 打印火箭发动机特写。照片来自 EOS。
航空航天领域的增材制造
2022年4月美国私营航空航天公司Launcher在NASA 斯坦尼斯航天中心成功完成了其3D打印 E-2 液体火箭发动机的另一个测试里程碑。该公司的火箭发动机首次实现了标称推力、压力和氧化剂/燃料混合物比例，据报道，此发动机在试射 40 秒后处于“完美状态”。
△发射器 E-2 推力室组件在美国宇航局斯坦尼斯航天中心的试验台上
NASA 开发了一种全新的金属 3D 打印合金，专门设计用于高性能航空航天系统。GRX-810 结合了强度和耐用性，是氧化物弥散强化 (ODS) 合金的一个例子，据报道它可以承受超过 1090°C (2000°F) 的温度。NASA 打算利用其最新的创新技术来 3D 打印涡轮发动机燃烧器等高温部件。
△使用 GRX-810 打印的涡轮发动机燃烧器
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