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巨型3D打印機(jī)可快速建造碳纖維中子火箭
2024年10月28日 11:59:48
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：4784
據(jù)美國趣味科學(xué)網(wǎng)站報(bào)道，美國火箭實(shí)驗(yàn)室公司使用了一款重達(dá)90噸的巨型3D打印機(jī)——自動(dòng)纖維鋪設(shè)（AFP）機(jī)，能將制造材料火箭過程從幾周縮短至一天。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】隨著技術(shù)的發(fā)展以及各行業(yè)需求的日益多樣化，3D打印技術(shù)取得了顯著的突破。其不僅能夠打印出復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和精密的零部件，還可以實(shí)現(xiàn)多材料、多色彩的打印。這使得3D打印在制造業(yè)、醫(yī)療、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛和深入。
在航空航天領(lǐng)域，制造大型復(fù)合材料火箭工程師團(tuán)隊(duì)需要耗費(fèi)大量時(shí)間，手工鋪設(shè)成千上萬層碳纖維，以確保其精確對齊。為大幅縮短這一耗時(shí)過程，據(jù)美國趣味科學(xué)網(wǎng)站報(bào)道，美國火箭實(shí)驗(yàn)室公司使用了一款重達(dá)90噸的巨型3D打印機(jī)——自動(dòng)纖維鋪設(shè)（AFP）機(jī)，能將制造材料火箭過程從幾周縮短至一天。
該公司宣稱，AFP機(jī)能以驚人速度制造碳纖維層，其精度可構(gòu)建復(fù)雜結(jié)構(gòu)。目前，公司正利用AFP機(jī)打造中子火箭，有望將火箭制造時(shí)間減少15萬個(gè)工時(shí)，這將顯著提升中子火箭的生產(chǎn)效率，使其更具成本效益。一旦完成，中子火箭將成為全球最大碳復(fù)合材料火箭。
據(jù)悉，今年8月，該公司在位于美國馬里蘭州的中子火箭工廠安裝了這臺巨型AFP機(jī)。這臺機(jī)器長12米，能生產(chǎn)火箭上由碳復(fù)合材料制成的所有大型部件，包括28米長的級間段和整流罩、直徑7米的火箭一級箱和直徑5米的火箭二級箱的面板。
火箭實(shí)驗(yàn)室公司指出，AFP機(jī)能以每分鐘100米的速度，快速鋪設(shè)碳纖維復(fù)合材料。此外，它還內(nèi)置了一個(gè)檢測系統(tǒng)，能在鋪設(shè)碳纖維復(fù)合材料的過程中，自動(dòng)檢查其中的微小缺陷。一旦發(fā)現(xiàn)瑕疵，系統(tǒng)將立即提醒操作員予以修復(fù)，從而確保運(yùn)載火箭的結(jié)構(gòu)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
該公司表示，在這款巨型3D打印機(jī)的幫助下，他們將能以更低成本、更快速度制造出中子火箭。第一枚中子火箭預(yù)計(jì)于2025年發(fā)射升空。
除此之外，在2020年5月5日，中國首飛成功的長征五號B運(yùn)載火箭上，也搭載著“3D打印機(jī)”。這是中國首次太空3D打印實(shí)驗(yàn)，也是國際上第一次在太空中開展連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的3D打印實(shí)驗(yàn)。
素材來源：科技日報(bào)
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