SpaceX的秘密武器：火箭3d印表機

SpaceX Genius 3D 印表機使太空火箭與其他任何太空愛好者不同，埃隆馬斯克希望藉助增材製造或 3D 列印技術擴大 SpaceX 火箭發動機的生產規模。

他的主要目標是使生產過程自動化。

SpaceX於 2014 年首次在他們的Dragon 3 飛機上使用 3D 列印部件。為了完善這項技術，Elon 和團隊現在已經工作了三年。 得益於人工智慧，

3D 列印過程不僅具有成本效益，而且還非常精確。

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SpaceX 3D 印表機如何工作？

3D 列印是埃隆·馬斯克 (Elon Musk) 漫長的非凡發明履歷中的眾多成就之一。其背後的主要工作稱為選擇性鐳射燒結。 3D 印表機通常透過在特定區域連續列印直到形成三維圖形來工作。他們透過計算機根據他們對映材料獲得 2D 渲染圖。

對於他們的火箭部件，SpaceX 使用了一種特殊的高效能超級合金，該合金是使用直接金屬鐳射定心 (DMLS) 製造的。 “我們現在計劃使用 Leap Motion 控制器構建我們的 Merlin 引擎的部件，該控制器將透過 Oculus Rift 虛擬

現實耳機和高階金屬 3D印表機進行控制” - 當被問及這個過程時，Musk 說。

實現發動機快速開發的關鍵是限制所需零件的數量，從而減少製造發動機所需的時間以及供應鏈故障造成的中斷。

實現這一目標的最直接方法是改變生產程式。與減材製造工藝相反，增材製造工藝允許太空公司透過逐漸向零件新增材料來製造零件。與增材製造工藝相反，減材製造工藝允許航天公司透過從零件中去除材料來塑造零件。

簡單來說，SpaceX 現在有能力使用他們的高階演算法將一塊簡單的金屬轉換成火箭。

實際用例他們首先開始使用 3D列印來製造緊急逃生火箭。第一個入門級用例 Dragon 3.0主要是 SpaceX 與 NASA 競爭的一部分，NASA 長期以來一直在嘗試類似的東西。 它被用來運送宇航員進出國際空間站。

他們使用的第一個 3D 列印部件是火箭發動機的主氧化劑閥，它於 2014 年 1 月 5 日與 SpaceX 火箭一起飛行。這枚火箭由一個有效載荷組成，該有效載荷由“Thaicom 5 電信”衛星組成。

該閥門用於火箭的 Merlin 1D 發動機之一。在高壓液氧的幫助下以及使用低溫和高振動的情況下，閥門效能非常好。與其前身是手動製造並需要兩個多星期的時間來建造，不同的是，這個閥門只用了兩天時間。 一旦過程安全地自動化，人們就可以很容易地看到製造速度的提高。 該閥門現在是所有 Falcon 9 航班的專有裝置。

為了跟上 SpaceX，美國宇航局還向國際空間站傳送了一臺由加利福尼亞公司“太空製造”生產的 3D 印表機。 許多

其他歐洲機構也一直在使用 3D 部件來建造月球基地。這是如何工作的，首先我們將 3D列印機發送到我們想要建立基地的月球或行星上。

我們傳送的印表機應該被程式設計為製造一個更大的印表機，然後為月球基地組裝小部件。 這也將非常具有成本效益，因為您不必經常出差來收集原材料。這確實有助於彌合在火星上建立殖民地與阻礙人類發展的疑慮之間的差距。

SpaceX 還在他們的 Superdraco 推進器引擎上使用了 3D 列印技術，這是他們當前用於 Dragon 飛機的引擎的增強版。Superdraco 用於需要在軌道上懸停的飛機以及龍2 號航天器。 這些發動機通常用於為車輛的逃生系統供電。

在測試階段，這些火箭只出現過幾次故障，現在變得完全可靠。最後，定製的特斯拉宇航員服上的頭盔也是使用 3D 列印設計的。頭盔配備麥克風、

整合氧氣室以及遮陽板吸引和鎖定功能。

SpaceX 還計劃使用增材製造技術製造大部分機組人員的裝備。3D 列印

模組的結果：滿意與否？

啟動並執行時，Superdraco 發動機

可以產生 16,000 磅的全推力。

SpaceX 還對 Superdraco 進行了相當苛刻的測試，其中包括多次啟動、延長點火持續時間、極端非標稱推進劑流量以及溫度測試。

這些發動機還具有稱為深油門的功能

，可為宇航員提供巨大的精確度和空間推進力。埃隆馬斯克表示，在他們的測試過程中，Superdraco 經歷了兩種不同的配置：發射逃生和著陸燃燒。

它也可以相對容易地從 20% 限制到 100%。他們在測試期間發射了 100 多次火箭，即使按照非生命機器的標準，這也是相當無情的。但是，這就是測試程式應該如何。

當 SpaceX 推出龍版本 2 時，裡面的八個引擎可以產生超過 120,000磅的軸向推力，以防航天器在緊急情況下需要向前推進。

2020 年，他們的主要 3D 印表機供應商之一Velo 3D 建議他們應該使用 3D 印表機器來製造他們面臨問題的某些元件。 他們還表示，如果 SpaceX 想再次踏上火星，這些元件對他們來說真的很重要。

由 3D 列印元件驅動的發射逃生系統

還使宇航員能夠準確地安全著陸。 總而言之，與傳統制造方法相比，3D 列印幫助我們以較低的成本構建尖端元件，並且結果也非常令人滿意。

關於 SpaceX 如果您不瞭解特斯拉背後的歷史，您就不能真正稱自己為埃隆馬斯克的崇拜者。現在由於在提供火箭時缺乏其他方的支援而開始的事情導致了世界上最好的航天機構之一的誕生。

除了在製造領域不斷取得進步之外，

SpaceX 還計劃透過其名為 Starlink 的衛星網路將世界聯絡在一起。

SpaceX 現在與 NASA 合作，從事火箭交易。 根據埃隆的說法，他們還計劃

在他的作品獲得批准後將一艘巨輪送上火星並嘗試進行殖民。

3D 列印部件真的可行嗎？

這對於像 SpaceX 這樣的私人太空公司的重要性怎麼強調都不為過。建造火箭並不便宜。

隨著 RUD 垃圾堆的規模越來越大，投資者的決定可能會變得更加不穩定。

如果競爭將有效載荷發射到太空的公司因火箭缺陷而被迫推遲發射日期，那麼公眾對這些公司的看法就會受到影響。

幾乎所有新的火箭企業和太空企業家都在使用 3D 金屬列印技術。 它加快了他們的開發過程，使他們能夠在

能夠將任何東西發射到太空之前度過關鍵的幾年。

其他值得注意的地方包括火箭實驗室，它使用其 3D 列印引擎從紐西蘭發射火箭，以及相對論空間，它從頭開始 3D 列印完整的火箭。 Skyrora 和 Orbex 是兩家在英國運營的公司。 據其網站稱，後者計劃最早在 2022 年發射由 3D 打印發動機驅動的火箭。

為了進一步在該主題上站穩腳跟，2020 年 10 月，埃隆·馬斯克在推特上寫道：“零件的增材製造對於汽車來說仍然成本太高，但可以快速建立工具以加快創新步伐。 這對於火箭發動機零件來說已經很明智了。

據我們所知，Space在使用新增劑方面比其他公司領先 2 或 3 年。”

結論

從 3D 印表機首次出現到現在大約七年了，但該技術仍然需要一些固定和更智慧的 AI 核心來處理資訊。 也就是說，SpaceX 現在經常在獵鷹 9 號火箭上使用 3D 列印元件，如 Superdraco 和發動機閥門。

目前尚不清楚 SpaceX 是否能夠僅使用 3D 打印製造出完整的火箭，包括其所有元件。 然而，對於一個輕量級和複雜的內部生產將影響火箭的有效載荷限制的行業來說，這顯然是正確的方向。

至此，本文章結束。

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