Caracol开发WAAM 3D打印铝合金火箭压力罐，推动航空航天领域创新

导读：全球航空航天业正在大力推动创新，而增材制造在这一演变中发挥着关键作用，这要归功于其在小批量生产中的灵活性、可持续性和成本效益的特点。

2023年6月1日，南极熊获悉，Caracol公司与米兰理工大学 (Polimi) 机械工程系合作为太空物流运输公司 D-Orbit 制造航空航天应用部件——火箭推进剂压力罐。这款特殊的压力罐使用了 Caracol 最新的 WAAM 技术和与米兰理工大学 (Polimi) 机械工程系合作表征的轻质铝合金（Al2319）材料 3D 打印完成。

最终，铝合金压力罐将被安装在运载卫星上，用于运输和释放立方体卫星进入轨道。一旦进入轨道，这些卫星将用于研究和商业应用中的研究、通信和监测操作。Caracol 为航空航天领域的定制金属部件的按需生产开发了先进的制造解决方案。

Caracol 开发的 WAAM 技术基于 MIG（金属惰性气体）焊接技术，可用于为先进行业生产成品部件。此外，利用其在编程和设计高级增材制造机器人系统方面的广泛专业知识，以及在大规模熔融颗粒制造 (FGF) 工艺中获得的硬件软件集成经验，Caracol 开发并部署了其专有的切片和适用于 WAAM 的控制软件，可在 8 轴上运行。D-Orbit 和 Polimi 都直接参与了该项目。

D-Orbit 被确定为该项目的最终用户，它帮助确定了组件所需的功能特性，从几何形状到压力罐需要满足的测试要求。这家意大利公司成立于2011年，是新太空市场的首批参与者之一，它建立了一个空间物流基础设施，使服务提供商能够简化卫星发射、跨轨道运输、在轨服务和加油以及任务结束处置.

D-Orbit 的商业发射和部署解决方案由其专有的轨道转移运载工具 ION Satellite Carrier 提供支持，可以将从发射到运营的时间减少85%，在部署到整个卫星群时可能节省多达 40%。这些成本节约是即将到来的万亿美元商业航天工业的有利因素之一，它将引领人类向宇宙扩张。

D-Orbit的商业发射和部署解决方案由其专有的轨道转移飞行器ION卫星运载器实现，可以将从发射到运营的时间减少85%，在部署整个卫星群时，潜在的节省可达40%。这些成本节约是即将到来的万亿美元的商业航天工业的有利因素之一，它将引领人类向宇宙扩张。

米兰理工大学机械工程系对于Al2319材料的表征以及最终产品合格的测试阶段和工艺参数优化的定义至关重要。

除了源自该项目的硬件和软件创新之外，Caracol 及其合作伙伴还设计并评估了一个数字流程，以整合工程、制造和测试过程，生产金属航空航天部件。该项目中引入的数字化创新要素涉及三个主要领域：软件、控制和自动化。这三个方面的整合导致了一个高度自动化和高效的工作流程。此外，识别用于控制每个过程阶段的数字流程使 WAAM 技术能够保证过程的可重复性和控制，确保这些过程能够成为传统制造技术的有效和高效的替代方案。

Caracol公司决定将WAAM作为这些应用的解决方案，因为它在设计灵活性、性能、效率和促进可持续性方面有许多优势。就产品而言，它将大幅减少废旧材料与优化设计结合起来，使终端部件的重量得以减轻。集成到火箭上的WAAM 压力罐可以在生产和发射方面大幅度节约成本，对环境也有积极的影响，因为发射所需的推进剂的数量直接取决于航天器的质量。另一方面，在工艺方面，WAAM技术能够生产出单一材料的推进剂箱。对于高需求的应用，这项技术有可能与长丝缠绕结合使用，以有效提供具有复杂形状的金属芯。

3D打印火箭压力罐项目具有重大意义，因为它显示了像WAAM这样的早期技术在生产太空成品部件方面的切实潜力。WAAM技具有明显的工艺优势，有望应用到太空飞船的推进剂罐生产当中。目前，Caracol公司正在持续针对该项目进行可行性研究，使这种金属3D打印技术及其WAAM解决方案可以在整个先进的工业行业中使用。他们的最终目标是通过增材制造支持生产过程的技术和数字创新，推动中小型航天企业的发展。