随(suí)着太空探索技术(shù)公(gōng)司(SpaceX)和蓝色(sè)起源(Blue Origin )等民营航天公(gōng)司的崛起,新的技术和运营(yíng)理(lǐ)念正(zhèng)在飞速改变商业航天的发展。低(dī)成本是民(mín)营(yíng)航天公司的(de)一大(dà)优势。为实现更低(dī)成本发射,3D打印火箭成为多(duō)家公司的尝试方向。
2019年底,在德国法兰克福(fú)举行的(de)全球最大3D打印(yìn)贸易展上,Titomic展出(chū)其制造的一(yī)枚5.5米高(gāo)的钛合金火(huǒ)箭,这是目前全球最大的(de)3D打印钛合金火箭。
这(zhè)枚火箭是昆士(shì)兰Gilmour Space技(jì)术公司(sī)制造的27米火箭的缩小(xiǎo)版模型(xíng),整体制造完成只(zhī)用了27.6小时。
Titomic在YouTube发布的视频里称,采用性能优越的钛合金和其他高性能合金,该公司可以在(zài)165个小时内(nèi)制(zhì)造出(chū)一枚全(quán)尺寸的完整火箭。
Titomic成立于2014年(nián),主要从事大(dà)尺寸金属(shǔ)零件及(jí)复杂形(xíng)状(zhuàng)零(líng)件的大批量生产(chǎn)。它(tā)采(cǎi)用一种(zhǒng)被(bèi)称作 Titomic动力聚合(Dynamic Fusion)的技术,将钛金(jīn)属和非金属(shǔ)粉(fěn)末等(děng)原料喷覆在(zài)支(zhī)架上进行3D打(dǎ)印。由此制造的火箭,具有质量更轻、强(qiáng)度(dù)更大、成(chéng)本更(gèng)低(dī)的特点。
Titomic已将该技术广泛地应用在自(zì)行车制造、船舶零件(jiàn)和(hé)商业航天领域(yù)。

钛被称作宇宙金属或(huò)太空金属,是航(háng)天(tiān)工业(yè)中(zhōng)的一种重要原材(cái)料,具有很好的(de)耐腐蚀性,重量仅(jǐn)为钢铁的(de)一半,且强度高于(yú)铝材和钢材,在(zài)火箭和导弹的制造中得到(dào)了(le)广泛应用。
据Titomic介绍,航空航天产业是钛合金的最大客户,用钛合金可(kě)以制造机身、轴(zhóu)承、外壳、起落架等构(gòu)件,具备优良的耐热、耐腐蚀性,高强(qiáng)度(dù)和(hé)低密度。
Titomic表示,在目前的航空(kōng)航天工业中,超过九成的材料直接在铝(lǚ)材或钛合金的(de)坯(pī)料上加工而成。3D打印技术几乎可以直接将(jiāng)零件制成所(suǒ)需的形(xíng)状,只需要消耗之前金属用量的10%,将BTF比降低(dī)80%。这(zhè)显著地提(tí)高了公司的盈利能力,并将火箭生产时间从数天缩短(duǎn)至数(shù)小时。
BTF比 ,即Buy-to-fly ratio,指的是制造一个零件所需原材料(liào)量与最终零件(jiàn)中(zhōng)所含有(yǒu)材料量的比率(lǜ)。BTF比(bǐ) 越高,意味着零部件生产成本(běn)越高。
Titomic并不(bú)是唯一一家从(cóng)事3D打印火箭技术的公司。
成立(lì)于2016年的美国初(chū)创航(háng)天(tiān)公司——相对论太(tài)空公司(Relativity Space),在2019年10月完成了1.4亿美元的(de)融资。这部分资(zī)金将支持该公司用3D打印技(jì)术发展火箭与航天事业。
相(xiàng)对论太空公司(sī)称,从理论上讲,他(tā)们能在60天时间内(nèi)完成火箭发射前的准备工作,包括原材料的准备、生产组装,再到登上发射台。
据CNBC报道,相对论空间公司的首席执行官(guān)Tim Ellis表示,相(xiàng)对论空间公(gōng)司(sī)的3D打(dǎ)印(yìn)火箭将在2021年初进行首次(cì)轨道发射。
相对论空间公司最新型(xíng)号的专利3D打印机(jī)名为星际(jì)之门(Star Gate),该打印机高30英(yīng)尺,拥有多个(gè)触手(shǒu)。Terran-1号火箭(jiàn)是星际之门打印的第一枚火箭(jiàn),其(qí)全身95%零部件由3D打印机制造(zào)。