固态金属3D打印专家Fabrisonic继续与NASA的喷气推进实验室该公司利用其专利的超声波增材制造(UAM)技术,为后者的航天器生产3D打印热交换器。
为了提高NASA航天器中热交换器的可靠性,Fabrisonic与NASA喷气推进实验室的技术专家斯科特·罗伯茨合作,创造了一种新的热交换器设计,可以3D打印在一块。
新设计取代了数十个在长期任务或极端条件下可能出现故障的小部件和接头,不仅对太空应用,而且对石油钻探和航空等部门都有潜在的好处。
罗伯茨说:“我正在研究的问题不是为一个任务解决一个问题,它们将为NASA和工业解决一系列问题。”
Fabrisonic UAM技术
Fabrisonic公司的UAM技术是一种混合金属3D打印工艺,利用超声波振动将连续的金属箔层焊接在一起,形成3D形状,然后通过数控加工提供更复杂的特征。
该技术能够在低温下工作,适用于集成电子的3D打印,也有利于3D打印的高速。2017年,该公司获得UAM打印技术专利后来又发布了基于uam的产品SonicLayer 1200机.
自2011年成立以来,Fabrisonic已经与NASA进行了数次合作。2019年,该公司与光学传感器专家合作月球的创新来3D打印传感器直接安装在NASA的燃料管上一年后,NASA启动了SBIR项目,成功地将不同的非晶态合金融合在一起耐腐蚀julian包层使用其UAM进程。
和NASA喷气推进实验室首先开始探索如何使用UAM将于2018年生产3D打印热交换器。当时,3D打印的组件通过了美国宇航局的质量控制测试,被认为可以在太空飞行。今年早些时候,合作伙伴宣布他们已经开发了价值更高的3D打印热交换器用于使用SonicLayer 1200的卫星。
“没有SBIR和其他政府支持,Fabrisonic可能无法跨越创业和商业成功之间的鸿沟,”Fabrisonic总裁Mark Norfolk说。“它促成了重要的研究和发展。它提供了关键信息,如材料表征数据和有助于传播技术的案例研究。”
UAM印刷热交换器
在太空中,极端温度可以变化数百度。热交换器可以通过吸入或排出热量来帮助保持飞船内部的稳定温度,通常包含一个长长的蛇形管,连接在带有支架和环氧树脂的金属板上。
通过传统方式制造的热交换器通常由多个相互连接的部件组成,这给设备带来了许多潜在的故障点。为了解决这个问题,罗伯茨利用了Fabrisonics UAM技术,将热交换器3D打印成一个单片。
通过将热交换器打印成一片,组件的可靠性得到了显著提高,并降低了在长期太空任务或地球上极端条件下部件故障的可能性。3D打印热交换器的性能也有所提高,据报道,与传统方法制造的部件相比,重量减少了30%左右,性能也提高了30%。
该技术还能够将6平方英尺大的层快速焊接在一起,这使得在数天内而不是数月内创造出具有复杂几何形状的部件成为可能。因此,NASA航天器的开发周期可以缩短,商用部件的制造也大大加快。
nasa喷气推进实验室的其他技术突破
NASA喷气推进实验室还利用了Fabrisonic公司的UAM技术,在保护电子元件免受强烈空间辐射和使元件尽可能轻量化之间取得了最佳平衡。
Fabrisonic的UAM技术使抗辐射金属钽层能够在铝制航天器部件的中间印刷,每一种金属的性能保持不变,并能够按照预期表现。
通过结合铝和钽,NASA能够实现3D打印组件,既抗辐射,又非常轻。
在其他地方,NASA在航空测试中使用了通过UAM打印的光纤传感器,以检测商用机身的弱点和性能问题。传感器内置在铝制部件内部,采用UAM技术,能够获得有关金属健康状况和性能的准确、实时数据。
在金属的保护下,传感器能够在恶劣的环境下工作,比如太空。
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特色的图像显示在这种铝热交换器中,UAM消除了热接口和硬件的需要。通过Fabrisonic照片。