全球最大3D打印火箭发动机燃烧室，是怎样造出来的？

火箭发射可以说蕴含着世界上最尖端的科技，尤其在结构设计上，火箭每减重1kg，就可以节约两万美元的发射成本。

从前苏联发射第一颗火箭以来，火箭的制造技术一直在改进，然而经过几十年的设计优化后，传统的加工制造技术遇到不少瓶颈，这时，3D打印技术的出现带来了新的转机。

2019年11月18日，南极熊获悉，美国私人航空航天公司Launcher计划对其最新研制的E-2火箭发动机进行首次全面测试，与常规火箭相比，该火箭最大的创新在于其发动机配备了3D打印的燃烧室， 测试日期定为2020年中旬。

△具有最大3D打印燃烧室的E-2火箭发动机

下面南极熊就带你来看看，他们之前已经成功测试过的3D打印E-1火箭发动机燃烧室是怎样制造出来的。

首先，在电脑中设计出燃烧室的三维结构（3D数据），值得注意的是这样的结构是专为3D打印制造工艺而设计的，经过结构优化设计之后，不但性能更强而且重量更轻。

然后，将数据进行切片处理（将设计好的3D模型数据转化为3D打印机可以识别的工作指令），导入到金属3D打印机中。

所需要用到的铜合金粉末材料等一切准备就绪之后，便开始进入令人兴奋的3D打印环节，使用激光一层一层的融化粉末，每融化一层金属粉末之后，就铺上一层新的粉，然后继续熔融堆积，直至打印完成。

打印完成之后，清除燃烧室周边的多余金属粉末材料。

3D打印的燃烧室基本结构就已经完成了

然后进行初步的测量

此时的3D打印燃烧室机构内部还存在很多的内应力，需要进行高温退火处理。

退火之后，燃烧室的性能得到进一步的提升，此时需要去除在激光熔融打印时在表面形成的支撑结构。

表面喷砂工艺，使燃烧室具有更加光滑的表面。

下面将燃烧室放入CNC加工中心（减材制造工艺），进行钻孔

用三坐标测量仪来检测燃烧室的尺寸精度，确保最终的工件的尺寸符合使用要求。

三维扫描仪来扫描最终的燃烧室，逆向获取其3D数据。

所有的后处理工作、测量工作完成之后，即将进入令人更加兴奋地测试环节，将燃烧室固定在测试架上面。

倒计时3 2 1，开始测试。

这款3D打印技术制造的铜合金E-1火箭发动机燃烧室经过测试，推力达到2.77KN，最大压力：430PSI，最大室温度：3600KELVIN。

而2020年要测试的是最新升级版的E-2发动机，Launcher Engine-2将是小型卫星发射器级别中性能最高的引擎-具有最大推力，最低推进剂消耗量和最低每磅推力成本。

△Launcher的 E-2发动机

△Launcher的 E-2发动机的详细细节

每个发动机产生10吨推力（22,000磅力），四个Engine-2液体火箭发动机将为Rocket-1的第一阶段提供动力。第五台经过真空优化的Engine-2发动机将为第二阶段提供动力。

Engine-2或E-2也可以出售给商业和政府客户，以与他们自己的运载火箭集成。

据南极熊了解，3D打印的E-2发动机燃烧室由EOS集团旗下的AMCM制造，这个零件据称是世界上最大的3D打印液体火箭发动机燃烧室单体部件。

Launcher公司于2017年在纽约布鲁克林成立，是一家航空航天初创公司，他们开发的Rocket-1运载火箭高20米（65英尺）长，可以将重达773千克（1,704磅）的卫星传送到低地球轨道。

最初，该公司与EOS合作，于2018年用铜合金3D打印其E1概念验证发动机的底座，E-1发动机是Launcher的第一代液氧冷却燃烧室。后来，Launcher于2019年开发了液氧和煤油E-2发动机，并选择与AMCM合作为发动机生产3D打印燃烧室。E-2发动机采用高性能铜合金3D打印，高度为860毫米（34英寸），出口喷嘴直径为410毫米（16英寸），进入轨道所需的推进剂更少，从而使发射器每枚火箭可以运载更多的卫星货物，其价格比竞争对手更低。

Launcher在2019年11月5日（空军太空日）获得美国空军太空与导弹系统中心（SMC）的150万美元奖励。

△在美国空军太空日，Launcher获得了150万美元的奖励。 （注：照片是在奖励升级到150万美元之前拍摄的）

AMCM将在2019年Formnext 11.1号展馆C49展位上展示全尺寸Launcher E-2燃烧室模型。

------------------扩展阅读----------------

更多3D打印火箭公司

其他利用3D打印到达轨道的私人航空航天公司包括埃隆·马斯克（Elon Musk）的SpaceX， 该公司正在使用3D打印零件来支持其私人太空探索计划。

加州航空航天公司Relativity Space正在制造世界上第一枚全3D打印火箭。 Relativity Space最近宣布成功筹集了1.4亿美元的资金，全3D打印火箭将于2021年发射。

美国私营航空航天制造商Rocket Lab完成1.4亿美元的E轮融资，该公司以利用3D打印技术生产发动机而闻名。