3D 列印造火箭可上太空?技術進步造成質變

3D 列印造火箭可上太空?技術進步造成質變 3D 列印曾一時造成風潮,許多媒體吹噓將進入人人自行列印產品年代,但這個膨風論述很快消風,因為 3D 列印在大多數領域於經濟效益與功能性,還是遠不如各種傳統製造辦法。不過在特殊領域,3D 列印倒是有利基商機,尤其 3D 列印技術進步造成質變後,可應用到過去不敢想像的領域,包括製造上太空的火箭。過去像火箭這類需要耐受高溫高壓變化的產品,想嘗試用 3D 列印,恐怕會被認為瘋了。但就商業性質,火箭零組件大多為專用,生產規模小,有時型態又相當複雜,對傳統製造來說造成麻煩,因此少量多樣的 3D 列印最能滿足需求,唯一的問題是,沒有人敢用。火箭升空要承受高溫高壓,速度超過音速,材料的一點點小瑕疵,在強大壓力下都可能造成災難性後果,使發射失敗。火箭元件的材料,精度要求高到 500 微米以內,然而 3D 列印技術的進步,使 3D 列印火箭元件成為可能。新創公司相對論太空(Relativity Space)就打算挑戰 3D 列印完整火箭。相對論太空說明為何如今 3D 列印火箭可行的原因。他們以 2 年前的自家列印成果為例,表示過去的列印技術,X 光掃描下就可見到不均勻的結構與邊緣,顯微鏡下更可看到微小縫隙,這些不均勻與縫隙,在火箭發射的高強度壓力下,都可能成為材料破裂的發生點。但是如今由於技術進步,該公司的 3D 列印產品,在 X 光與顯微鏡檢驗下,看起來毫無瑕疵,已通過工業熔焊標準 AWS D17.1 Class A,該標準即適用於絕不能失效的零件,因此相對論太空有信心自家產品能上太空。相對論太空已取得美國航太總署(NASA)密西西比州的斯坦尼斯航太中心測試台 20 年租約。測試台建立於登月計畫年代,相對論太空可免費租賃設施,代價是出錢修復與維護,預計每年要測試 36 具火箭,若測試成功,也有望成為 NASA 的火箭供應商。相對論太空的執行長提姆‧埃利斯(Tim Ellis)來自貝佐斯創立的太空公司藍色起源(Blue Origin),共同創辦人喬丹‧努恩(Jordan Noone)則來自藍色起源的競爭公司太空探索(SpaceX)。兩人在前公司打造火箭的過程中,理解到火箭建造成本最大部分還是來自人工,而採用 3D 列印可自動化生產,並因可列印複雜形狀元件,能減少所需的零件數量,因而大為降低成本,更提升製造速度。該公司測試中的火箭引擎,若用傳統製造方式,得要 2,700 個零件,用 3D 列印,只要 3 大件。減少零件數量不僅利於自動化生產與降低成本,也有助於提高火箭的可靠性。他們認為藉由這些技術優勢,可在 60 天內打造出成本 1,000 萬美元以下、載運 1 公噸酬載物上太空的火箭。兩人表示,無法想像 50 年後,會有火箭不是採用 3D 列印製造。儘管兩人的前東家藍色起源、太空探索家大業大,仍不畏懼與大公司競爭。目前相對論太空擁有 17 名員工,打算於 2019年擴張到 45 名。若嘗試成功,人類可望進入火箭更便宜、發射更頻繁的時代,也將為進一步的太空探險建立基礎。 公告 [站內活動] 水著少女寫真書「雪乳x美尻」送給你!

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