波音公司和Titomic公司合作研究用于太空的可持續(xù)鈦合金3D打印技術(shù)

2022年1月7日，南極熊獲悉，航空航天制造商波音公司已經(jīng)與Titomic KineticFusion（TKF）3D打印工藝背后的墨爾本公司Titomic合作，進(jìn)一步推進(jìn)空間領(lǐng)域的增材制造。

兩家公司將共同推進(jìn)可持續(xù)鈦粉在空間系統(tǒng)部件的3D打印中的應(yīng)用。Titomic公司最近獲得了澳大利亞政府提供的232.5萬美元的現(xiàn)代制造計(jì)劃撥款，它將利用當(dāng)?shù)氐拟伒V資源研究空間飛行器和衛(wèi)星的部件并使之商業(yè)化。

澳大利亞波音防務(wù)公司航空航天工程和生產(chǎn)總監(jiān)Paul Watson解釋說："根據(jù)協(xié)議，波音公司將提供設(shè)計(jì)和工程專業(yè)知識，使Titomic公司能夠在空間部件的生產(chǎn)上展示其尖端的動(dòng)能聚變增材制造技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)最初是用于JP9102的制造上。"

△一臺(tái)9x 3 x 1.5米的Titomic Kinetic Fusion 3D打印機(jī)。照片來自Titomic。

Titomic Kinetic Fusion

Titomic的TKF工藝是一種冷噴增材制造的形式。這種方法包括將細(xì)小的金屬粉末噴到下面的固體基材上，就像你將油漆噴到涂鴉墻上一樣�；�材可以是一個(gè)構(gòu)建平臺(tái)，也可以是一個(gè)現(xiàn)有的金屬零件。

該技術(shù)被命名為冷噴涂，因?yàn)樗�不依賴激光或任何其他熱能來源，而是利用�?dòng)能。金屬粉末通過高速壓縮氣流噴射出來，使材料有足夠的能量變形并與下面的固體零件結(jié)合，形成額外的層。

特別是Titomic專有的TKF技術(shù)，其特點(diǎn)是具有高壓性質(zhì)。這使該工藝有資格在航空航天和國防等行業(yè)進(jìn)行高性能的應(yīng)用，而該公司是這些行業(yè)的成熟運(yùn)營商和注冊研究機(jī)構(gòu)。

就在去年，Titomic與機(jī)床制造商Repkon簽署了一項(xiàng)合作協(xié)議，在澳大利亞共同建立一個(gè)新的以國防為重點(diǎn)的3D打印生產(chǎn)工廠。該工廠將使用該公司的增材制造技術(shù)來制造Repkon設(shè)計(jì)的武器槍管系統(tǒng)。

最近，該公司還通過收購競爭對手荷蘭的冷噴技術(shù)公司Dycomet Europe來擴(kuò)大其在歐洲的業(yè)務(wù)。除了在歐洲提供一個(gè)新的基地外，這筆交易還為Titomic提供了一個(gè)直接的收入來源，因?yàn)镈ycomet Europe帶來了整個(gè)歐洲大陸的健康的客戶訂單管道。

△之前由Titomic制作的5.5米的3D打印火箭。圖片來源：TiaVialva。

用于太空的可持續(xù)鈦合金3D打印

鈦的定義是其高強(qiáng)度重量比和出色的耐腐蝕性，使其成為航空航天領(lǐng)域最常用的材料之一。在軍事領(lǐng)域，F(xiàn)-22和UH-60黑鷹等飛機(jī)依賴大量的鈦，而太空領(lǐng)域正在將越來越多的金屬用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、壓力容器和結(jié)構(gòu)部件。

△鈦合金在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用

根據(jù)波音公司和Titomic公司的說法，鈦在澳大利亞很容易獲得，而且與其他類似的替代品相比，鈦被認(rèn)為更具有環(huán)境可持續(xù)性。這種金屬的使用也有助于通過消除對大量原始礦物加工的需求來實(shí)現(xiàn)時(shí)間和成本的大幅節(jié)約。

沃森補(bǔ)充說："這項(xiàng)合作將證明，使用可持續(xù)鈦材的增材制造技術(shù)，或大規(guī)模3D打印技術(shù)，可以生產(chǎn)出高彈性、輕質(zhì)的部件，在整個(gè)空間領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。"

這項(xiàng)合作也有望使Titomic成為澳大利亞空間制造領(lǐng)域的領(lǐng)先供應(yīng)商。Titomic公司的首席執(zhí)行官Herbert Koeck認(rèn)為，這兩家公司將能夠 "重新定義空間飛行器和零部件的生產(chǎn)過程"，最終提升澳大利亞增材制造航空部件的全球競爭力。