AFRL對DED火箭發動機推力室開展高溫測試，將增材工藝嵌入到數字工程環境
時間：2024-04-26 09:13 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
2024年4月25日，美國空軍研究實驗室 (AFRL) 火箭推進部門近日設計、建造了一個使用定向能量沉積 (DED) 3D 打印的單塊火箭發動機推力室，并開展了高溫測試實驗。
這一項目的負責人、美國太空軍的燃燒裝置部門的哈維爾·烏爾扎伊 (Javier Urzay) 博士說道：“AFRL 對早期先進制造技術的投資使我們能夠利用火箭發動機設計空間的各個角落，并加快從白板概念到現場測試和評估的設計周轉周期。”
DED 是一種增材制造工藝，其原理為設備在高度受控的大氣條件下將金屬粉末注入高功率激光的聚焦光束中。Urzay
說道：“它為推進器硬件提供了迄今為止最大的構建箱體積，能夠打印七英尺高的零件。該成型箱體積比激光粉末床熔融（LPBF）工藝等技術獲得的體積大得多。此外，DED
還可以減少粉末投資并減少材料浪費。工程師還可以實時實現多合金結構的合金混合和轉變，以充分利用下一代高溫合金的強度、重量和性能優勢。這些獨特的功能使我們能夠處理復雜的發動機設計，需要更少的迭代，并利用形狀優化、輕質材料、先進的金屬合金和復合材料以及快速制造。”
增材制造與從傳統的火箭發動機硬件制造方式向由數字環境提供的自動化制造流程的轉變密切相關，涉及人工智能、機器學習、數字孿生、3D 體積掃描儀和計算機輔助設計 (CAD)。數字環境的多面性對于管理打印機來說是必要的，這些打印機生產具有 3D 形狀和內部特征的輕質推力室、歧管、噴射器、壓力容器、閥門和渦輪機械葉片，而使用傳統方法不易實現這些特征。燃燒設備分部的航空航天工程師 Edgar Felix 說：“雖然增材制造提供了許多以更低的成本加速生產的機會，但要讓這項技術被火箭推進行業和政府實驗室廣泛采用，仍然存在一些挑戰。”
AFRL 正在解決生產能夠承受火箭發動機必須運行的惡劣環境的材料的獨特挑戰。 AFRL 專家將數十年的火箭燃燒室經驗與對這些新制造技術的挑戰和機遇的了解結合起來，并與多個外部組織保持密切合作，提供獨特的技能。Urzay說："我們部門在火箭發動機增材制造方面取得的這一最新突破，是通過與多個工業合作伙伴和政府組織(包括AFRL材料和制造部門以及NASA馬歇爾航天飛行中心)建立持久關系才取得的。他們的工作對國家極其寶貴，我們攜手構建了一支不可戰勝的團隊。"
未來，AFRL 火箭推進部門將繼續致力于增材制造新技術的研究，以提高液體火箭發動機和固體火箭發動機的容量。
(責任編輯：admin)
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