随着太(tài)空探索技术(shù)公司(SpaceX)和(hé)蓝色起源(Blue Origin )等民营航天(tiān)公司的崛(jué)起,新的技术和运营理念正在飞速改变商业航天的发展(zhǎn)。
低成(chéng)本是民营航(háng)天公司的一大优势(shì)。为实现(xiàn)更低成本(běn)发射,3D打印火箭成为(wéi)多(duō)家(jiā)公司的尝试方向。
2019年底(dǐ),在德国法兰克福举行的全球最大3D打印贸易展上,Titomic展出(chū)其制造的一枚5.5米高(gāo)的钛合金火箭,这是目前全球最(zuì)大的3D打印(yìn)钛合金火(huǒ)箭。
这枚火(huǒ)箭(jiàn)是昆士兰(lán)Gilmour Space技术公司制造的27米火箭(jiàn)的缩小版(bǎn)模型,整体制造(zào)完成只用了(le)27.6小时。
Titomic在YouTube发布的(de)视频里(lǐ)称,采用性(xìng)能优越的(de)钛合金和其(qí)他高性能合金,该公司(sī)可以在165个(gè)小(xiǎo)时内制造出一枚全尺寸的完(wán)整(zhěng)火箭。
Titomic成(chéng)立于2014年,主要从(cóng)事大尺寸(cùn)金属零(líng)件及复杂形状零件的(de)大批(pī)量(liàng)生产。它(tā)采用一种(zhǒng)被称作(zuò) Titomic动力(lì)聚合(Dynamic Fusion)的技术,将钛金属和非金属粉末等原料喷(pēn)覆(fù)在支架上(shàng)进行3D打印。由此制造的火(huǒ)箭(jiàn),具有质(zhì)量更轻、强度更大(dà)、成本更低的特点。
Titomic已将该技术广泛地应(yīng)用在自行车制造、船(chuán)舶零件和(hé)商业航天(tiān)领域。

钛被称(chēng)作宇宙金属或太空金属,是航天工(gōng)业中的一(yī)种重要原材料,具有很好的耐腐蚀(shí)性,重量(liàng)仅为钢铁的一(yī)半,且(qiě)强度高于铝(lǚ)材(cái)和钢材,在火箭(jiàn)和导弹的制(zhì)造中得到了广泛应用。
据Titomic介绍,航空航天产业是钛合金的最大客户,用钛合金可以制造机(jī)身、轴承、外壳(ké)、起落架(jià)等构件,具(jù)备优良的(de)耐热、耐(nài)腐(fǔ)蚀性(xìng),高强度和低密度。
Titomic表示,在目前的(de)航空航天(tiān)工业中,超过九成的材料直(zhí)接(jiē)在铝材或钛(tài)合金的坯料(liào)上加工而成。3D打印技术几乎可以直接将零件制成所需的(de)形状,只需要消耗之前金(jīn)属用量的10%,将BTF比降低80%。这显著(zhe)地提高(gāo)了(le)公司(sī)的(de)盈利能力,并将火箭生产时间从数天缩短至数小(xiǎo)时(shí)。
BTF比 ,即Buy-to-fly ratio,指的是制造一(yī)个零件所(suǒ)需原材料(liào)量(liàng)与最终(zhōng)零(líng)件中所含(hán)有材料量(liàng)的比率。BTF比(bǐ) 越高,意味着零部(bù)件生产成本越高。
Titomic并(bìng)不是唯一一家从事3D打印(yìn)火箭(jiàn)技术的公司。
成立于2016年的美国初创航天公司——相对论太空公司(Relativity Space),在2019年10月完成了1.4亿美元的融资。这部(bù)分资(zī)金将支持该公司用(yòng)3D打印技术发展火箭与航天事业(yè)。

相(xiàng)对论(lùn)太空公司称,从理论上讲,他们能在60天时间内(nèi)完成火箭发射前(qián)的准(zhǔn)备工作,包括原材料的准备、生产组装,再(zài)到(dào)登(dēng)上发射台。
据CNBC报道,相对论空间公司的首席执(zhí)行官(guān)Tim Ellis表示(shì),相对论空间公司的3D打印火箭将在(zài)2021年初进行首次轨道发(fā)射。
相对论空间公司最(zuì)新型(xíng)号的专利3D打印机名为星际之门(mén)(Star Gate),该打(dǎ)印机高(gāo)30英尺,拥(yōng)有多个(gè)触手。Terran-1号火(huǒ)箭是星际之门打印(yìn)的第(dì)一枚火箭,其全身95%零部(bù)件由(yóu)3D打印(yìn)机制造。