据NASA2023年10月19日报道，NASA 最近研制并测试了一种3D 打印铝制火箭发动机喷管，比传统喷管更轻，为可携带更多有效载荷的深空探测奠定了基础。
该喷管是NASA 响应第四次工业革命-3D打印（Reactive Additive Manufacturing for the Fourth Industrial Revolution，RAMFIRE）项目下的最新进展。 RAMFIRE项目由NASA 空间技术任务理事会 (STMD) 资助，专注于推进轻质、3D打印的铝制火箭发动机喷管。喷管设计有小的再生冷却通道，用于降低温度，防止熔化。
之前，铝由于耐热性较低，在焊接过程中容易破裂，通常不用于火箭发动机组件的3D打印。
NASA 马歇尔太空飞行中心的工程师与Elementum 3D 公司合作，制造了一种可焊接的铝，其耐热性足以用于火箭发动机。与其他金属相比，铝的密度较低，可用于制造高强度、轻质的部件。
如果使用传统的制造方法，喷管可能需要多达一千个单独连接的零件。RAMFIRE 喷管采用一体式设计，所需的焊接量大大减少，并显着缩短了制造时间。
NASA 和 Elementum 3D 公司开发了一种名为 A6061-RAM2 的新型铝合金粉末，然后RPM Innovations (RPMI)公司采用激光粉末定向能量沉积 (LP-DED) 技术制造喷管。
NASA的月球到火星战略需要向深空目的地运输更多货物。这种新型合金可以在制造载荷较大的轻型火箭组件方面发挥重要作用。
今年初夏，在马歇尔东部试验区，两个 RAMFIRE 喷管使用液氢液氧推进剂以及液氧甲烷推进剂完成了多次点火试车。压力室超过 5.69兆帕，喷管成功实现了22次启动和累计579秒点火，点火试车证明了该喷管能够承受月球着陆器发动机的热、结构和压力负载。
NASA 工程师在点火试车后检查 RAMFIRE 喷管
除了成功建造和测试火箭发动机喷管外，RAMFIRE项目还使用RAMFIRE铝材料和3D打印工艺来建造并测试其他先进的大型组件。其中包括直径为 91.44厘米的气动塞式喷管，具有复杂的整体冷却通道和用于低温流体应用的真空夹套贮箱。
RPMI 工厂正在制造带有再生冷却通道的大型气动塞式喷管
马歇尔太空飞行中心的真空夹套贮箱采用与 RAMFIRE 项目相同的 6061-RAM2 铝开发。该组件专为低温流体应用而设计，设计有一系列壁厚约为 0.06 英寸的整体冷却通道。
参考文献
[1] NASA’s Innovative Rocket Nozzle Paves Way for Deep Space Missions - NASA[EB/OL]. [2023-11-1]. https://www.nasa.gov/centers-and-facilities/marshall/nasas-innovative-rocket-nozzle-paves-way-for-deep-space-missions/.
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