【航太】NASA如何應用3D列印技術製造火箭？

如果你為NASA工作，你會如何應用 "3D列印" 這項技術？

2015 年，NASA 制定了一項名為 Vision 2040 的 25 年計劃，該計劃強調了航空應用材料和系統的多尺度建模和基於模擬的設計的重要性。美國宇航局馬歇爾太空飛行中心 (MSFC) 的結構材料工程師 Fredrick Michael 正在努力通過 Ansys 增材製造 (Additive Manufacturing) 解決方案實現 3D列印應用在火箭的噴嘴。

Michael 是工程模擬和其他先進工具的熱心倡導者，致力於推動模擬和增材製造於開發NASA產品。應用3D列印製造出能夠支持長時間太空飛行的 7 英尺高的火箭噴嘴。不僅如此，未來宇航員能夠在宇宙站或遙遠的星球上生產火箭噴嘴，為返回地球做準備。

增材製造的早期使用者

自該技術商業化的早期以來，NASA 一直是增材製造的用戶和支持者。該航天局將其內部專業知識與工業界和學術界的見解相結合，開創了打印火箭部件的新方法，這些部件能夠為前往月球、火星和其他目的地的旅程提供動力。

NASA已投資一系列完善的增材製造技術，從噴射器等較小的部件到非常大的單件火箭發動機及其組件，無論是單一構建還是多個構建。此外，NASA已經開始通過增材製造和相關的計算建模來探索大型坦克和結構和低地球軌道 (LEO) 上的太空製造。無論成品零件的大小如何，都使用 Ansys 軟件來解決許多常見的工程和生產挑戰。

最主要挑戰是確保打印部件在承受與航空航天應用相關的極端溫度和物理力時，隨著時間的推移在結構上保持良好狀態。變形和收縮很常見，因此我們在 Ansys 中對零件進行建模，通過Digital Twin將現實條件和惡劣的操作參數（例如高溫）置於虛擬模型。

資料來源 Ansys Inc