超轻3D打印钛金属航天器零部件,重量减轻70%!

航空航天是当前金属3D打印技术最重要的应用领域之一,因为该技术能通过与前期的3D优化设计相配合创建出前所未有的轻量化零部件,而这正是飞行器最需要的。在这方面,知名比利时3D打印服务商Materialise近日又达成了一座新的里程碑 — 他们与数字服务商Atos合作,使用选择性激光熔融(SLM)技术3D打印出了一个“超级轻量化”的钛金属航天器零部件,其重量仅为500克,比原先的1454克轻了近66%!

毫无疑问,这是一项了不起的成就,因为更轻的重量就意味着更低的燃料消耗和成本,而这对于航天器来说尤为重要,因为目前仅仅将1千克重量发射到近地轨道就要花费近2万美元。所以可想而知,如果这种超级轻量化的结构能大面积采用,发射航天器的成本必定能大幅下降。

除了超轻的重量,这个3D打印部件还有一个的亮点,就是它的“身份” — 它是一个高承重插件,通常会用在大型承重结构(包括卫星面板)的安装点,主要功能是传输高机械负荷。作用如此关键还能减轻近70%的重量,可见这个部件的强度并未因重量减轻而降低。

那么,这个3D部件为何能做到如此之轻却又不失强度呢?秘密就在于其内部大量采用了晶格结构而非原先的100%实心填充结构。这种网状结构占用的空间很少,但却十分稳固。

在上周举办的欧洲航天器结构、材料和环境试验会议ECSSMET 2016上,Materialise公司已经正式展出了这个超轻的3D打印航天器部件。另外值得一提的是,他们还同时发表了一篇标题为“3D打印夹层结构热粘合插件”的研究报告,细阐述了将这种“轻量化”结构应用于其它的零部件上的方法。可以想象,这篇报告必定会成为工程师的有力帮手,极大地改变航空航天甚至许多其它领域(如汽车、机械)的面貌,请关注南极熊3D打印网。