NASA于2020年12月9日发布官方声明，其3D打印铜合金燃烧室和高强度耐氢合金火箭发动机零件通过了23次热火测试。

极端测试通往下一步飞行任务

混合增材制造与新材料技术的成功

过2020年11月的一系列热火试验，NASA证明了两个增材制造的发动机部件-铜合金燃烧室和由高强度耐氢合金制成的喷管-可以承受在飞行中传统制造的金属结构所经历的相同极端燃烧环境。

根据位于阿拉巴马州汉斯维尔的NASA马歇尔太空飞行中心，在减少总的硬件制造时间和成本方面，3D打印技术将改变游戏规则，而NASA目前进行的这些热火测试是为将来的月球和火星飞行任务准备做准备的关键步骤。

测试团队在10个测试天中执行了23个热火测试，根据3D科学谷的了解，总持续时间为280秒。在整个测试过程中，工程师收集了各种数据，包括冷却通道和主腔室中的压力和温度测量值，以及排气羽流和腔室喉道的高速和高分辨率视频。研究小组还计算了舱室的性能以及发动机整体使用推进剂的效率。

NASA制造火箭推力室的燃烧室所用的铜合金GRCop-42作为具有更高导电性的高强度合金而得到了应用，铜合金由于其高导热性而被期望用于腔室衬里，这带来高效的壁冷却以将腔室热壁保持在高强度温度区域中。根据3D科学谷的了解，NASA开发了生产封闭壁铜合金衬里的能力，使复合材料成为腔室护套作为可行且理想的选择。

根据了解，NASA通过DED定向能量沉积增材制造工艺在GRCop-42铜腔室的后端沉积双金属材料，形成带双金属轴向接头的火箭推力室喷管，并实现连续冷却，从而解决了一些设计挑战和螺栓连接设计的接口问题，随后通过碳纤维聚合物基复合材料（PMC）外包装将整个推力室总成（TCA）进行外包装。

高强度铁镍超合金喷管是使用一种称为DED激光粉末定向能量沉积的方法进行3D打印的，该方法可将金属粉末局部沉积并熔化以形成自由形式的结构。这种方法使工程师能够制造小型和大型组件。3D科学谷在此前发布的《深度剖析NASA采用多合金增材制造和复合材料实现轻质可重复使用的推力室组件》一文中，曾提到DED定向能量沉积3D打印技术用来制造推力室喷管的优势在于沉积速率和可扩展性。

根据了解，NASA与行业合作伙伴共同开发了薄壁通道的设计。在图中可以看到DED定向能量沉积3D打印技术加工的一些通道示例。这些通道演示了可能的设计选项，各种加工路径策略以及确定的过程几何形状限制。

这些测试是美国宇航局长寿命增材制造组装（LLAMA）项目的一部分，该项目旨在使这些3D打印零件以及其他增材制造的硬件能够在未来的月球着陆器上使用。

该团队将进行其他热火测试，以进一步证明和验证发动机部件的耐用性。马歇尔太空飞行中心领导了NASA的“太空改变任务”计划中的LLAMA项目，该项目是NASA的“改变游戏发展”计划的一部分。

文章来源：3D科学谷