SpaceX首次载人火箭发射成功，3D打印发挥作用，开始纳入Velo3D无支撑金属打印

　　北京时间2020年5月31日03时22分，美国太空探索科技公司SpaceX用自家猎鹰9号火箭搭载“龙飞船”2号成功将两名宇航员送入太空，一级火箭成功回收。这是美国自2011年航天飞机计划结束以来，时隔9年再次成功发射载人飞船，SpaceX自此成为世界载人航天的第四位玩家，创造新历史。

　　本次发射的重要意义有两点：

　　自2011年美国航天飞机执行完最后一次任务退役后，美国失去了从本土出发的载人航天能力，只能依靠俄罗斯联盟号飞船前往国际空间站。SpaceX此次发射是非俄罗斯飞行器近十年首次进行载人飞行，不仅标志着美国载人航天能力的恢复，也标志着人类载人航天一个崭新时代的开始，SpaceX已独立并全面掌握了载人航天最重要的运载火箭、货运飞船和载人飞船等环节。

　　本次发射是NASA与SpaceX签订的“商业载人项目”的组成部分。这意味着此次的发射成功正式揭开了商业载人航天的大幕！

　　猎鹰9号火箭和载人“龙飞船”上的3D打印技术

　　2013年，马斯克介绍了公司计划如何使用Leap Motion控制器，Oculus Rift虚拟现实耳机和高端金属3D打印机为其Merlin火箭发动机制造零件。2014年，SpaceX开始在太空飞行硬件上使用3D打印技术。当年1月，该公司透露，猎鹰9号火箭装有3D打印的主氧化阀部件，这是SpaceX首次使用3D打印部件。该部件在高压液态氧下正常运行，并且能够承受高振动和低温。

　　猎鹰9号运载火箭9台发动机布局

　　载人“龙飞船”由美国宇航局委托SpaceX公司打造，高约6米，宽约3.7米，共4个舷窗，可以搭载7名宇航员，具有可重复使用、乘员运输能力强、内部空间大等特点。龙飞船自备动力逃逸，飞船侧壁安装有8台超级天龙座发动机系统（Super Draco逃逸发动机），两个为一组，互为备份，一旦发现火箭出现故障，“龙飞船”能瞬间被弹向安全区域后返回地面。

　　龙飞船

　　值得注意的是，Super Draco发动机的关键部件采用3D打印制造，借助该技术的复杂制造和集成制造优势，将之前几十个不同零部件缩减为三个，由镍基超合金通过激光3D打印制造而成，大大缩短了整个发动机的设计和制造周期。

　　马斯克公布采用3D打印制造龙飞船发动机

　　Merlin和SuperDraco发动机的开发对于SpaceX航天器的发展至关重要，它们成功的将宇航员送入了预定轨道。

　　在宇航服方面，此次载人“龙飞船”的宇航服重18斤左右，比普通宇航服减负1/3。外观为简约又大气的黑白拼接样式，大片感十足。黑色部分运用了聚酰胺纤维制成——弹性、柔韧性一流，这可使得宇航员不像以前一样被服装限制行动。白色部分运用了强化玻璃纤维制成，其特点为耐火耐高温，且抗酸碱性极强。

　　简洁的宇航服设计，科技含量无限

　　其中，宇航员的头盔使用3D打印技术定制制造，遮光罩、通风降温系统、耳机麦克风等都被隐藏其中，在保证安全可靠的前提下，不仅减轻了重量，也将成本压缩到极限。

　　宇航服对比

　　纳入Velo3D无支撑金属3D打印

　　无论是在地球上还是在轨道上使用3D打印技术，SpaceX都没有丝毫放缓的迹象，并且专注于可扩展性和降低成本，这可能成为SpaceX工程学的一个重要组成部分。就在上个月，SpaceX的主要3D打印机供应商之一Velo3D暗示，SpaceX已开始将其机器用于特定组件生产，而这些组件在使用以前的技术制造时会遇到很大的问题。该公司进一步声称，SpaceX为火星星际飞船而开发下一代发动机的某些组件，将可能采用Velo3D的设备生产。

　　Velo3D无支撑金属3D打印

　　与传统的SLM技术不同，Velo3D能够接近实现无支撑制造，实现在现有的金属3D打印机上无法制造的几何形状。其通过软硬件组合方案解决粉末床激光熔融技术所固有的许多挑战，包括设计限制、过程控制和一致性。此前已有霍尼韦尔等航空航天公司开始采用Velo3D的解决方案，SpaceX的大力加持，无疑证明了Velo3D的技术实力。

　　与传统制造方式相比，3D打印技术不仅可大幅度降低生产成本，还突破了传统制造工艺对于复杂形状的限制，它带来的是生产加工观念的革命性转变，对推动全球航空航天领域的发展起到了重要作用。