Launcher 是一家成立于2017年初的航天企业，其业务是通过小型火箭向低地球轨道发射卫星，他们专注于小型卫星市场，并将在不久的将来提供GPS，互联网服务和地球成像等业务。
同样作为初创的航天企业，Launcher 与SpaceX，维珍银河，Blue Origin等公司一样，采用3D打印技术制造火箭发动机关键零部件。Launcher 与合作伙伴3T、EOS 开发了3D打印铜合金火箭发动机部件，该部件已经进行了点火测试。本期，就让我们通过视频一睹这一3D打印火箭发动机部件的打印、后处理与点火测试的过程。
集成复杂冷却通道
卫星发射的过程中，最关键的部分是制造一个强大而可靠的火箭发动机。Launcher 用于向低地球轨道发射卫星的火箭为液氧(LOX)/ 煤油火箭。典型的液氧/煤油火箭在发射台上的推进剂约为95%，更高效的火箭发动机节省的燃料可以用于增加有效载荷。
据了解，Launcher去年以来一直致力于开发概念验证发动机E-1，未来三年将开发大40倍的E-2发动机。 Launcher火箭发动机中的关键技术是3D打印和分阶段燃烧循环。
3D打印技术的应用可以减少发动机零件数量，缩短开发时间，并且更加易于制造复杂功能集成的部件，Launcher 开发的3D打印铜合金(Cucrzr)发动机部件就集成了复杂冷却通道，这一设计将使发动机冷却效率得到提升。
分阶段燃烧循环中，推进剂流过两个燃烧室，一个预燃室和一个主燃烧室。通过点燃预燃室中的少量推进剂产生的压力可用于为涡轮泵提供动力，涡轮泵迫使剩余的推进剂进入主燃烧室。增加预燃器可以提高燃油效率，但却需要更高的工程复杂性。
在点火测试中，E1 3D打印铜合金发动机能够承受最高的LOX温度持续30秒。
NASA工程人员正通过选择性激光熔融（SLM）3D打印首个全尺寸铜合金火箭发动机零件，来节约成本。
NASA空间技术任务部负责人表示，采用增材制造技术建造首个全尺寸铜合金火箭发动机零件是航空航天3D打印的里程碑。增材制造技术是有助于NASA继续探月行动，甚至维持火星探测人员生存的众多技术之一。
发动机是由大量不同材料制成的复杂零件组装而成，其提供的推力为火箭提供动力。增材制造具有降低火箭零件制造时间和成本的潜能，如火箭燃烧室铜合金内衬，在火箭燃烧室内超冷推进剂被混合并加热到将火箭送到太空所需的极端温度。
在纸一样厚的铜合金内衬壁里面，温度激增到2760℃，通过气体循环，将内衬壁外面的温度冷却到绝对零度以上100℃以下，来防止熔化，铜合金内衬是专为实现这一目的而制造。为了使气体循环，在燃烧室内衬内、外壁之间建造了200多条复杂通道。这种具有复杂内部几何特征的小通道对NASA增材制造团队带来挑战。
(精研粉体SLM 3D打印高导电铜合金制品
东莞市精研粉体科技有限公司近日使用自主研制的铜合金粉通过SLM打印设备成功打印出了高导电铜合金制品。该产品具有良好的导电性能，同时具有优良的力学性能。 精研粉体公司承接此种铜合金的打印服务，打印包括电感线圈、异形管路、散热器等对导电导热性能有较高要求的铜制部件。
纯铜及铜合金粉末对激光的反射率较高，吸收率较低，历来被国内外认为是较为难以打印的材料。不过近年来对于铜合金3D打印的新闻不断得到报道，国外有Aerojet Rocketdyne通过测试了全尺寸的3D打印推力室部件以及NASA的3D打印铜质发动机燃烧室。国内的3D打印机厂商也在积极主动推进铜合金的3D打印工艺。
1、铂力特3D打印尾喷管铜合金
该零件的内外壁之间设计了50条随形冷却流道，增大冷却接触表面积，降低温度达到快速冷却的效果，有效提高了零件的工作温度。
2、北京易加3D打印青铜合金
3、中科院某研究所3D打印铜合金
4、华曙高科3D打印铜合金
青铜导弹部件内部结构复杂，采用传统方法难加工，且加工周期长，采用 SLM技术3D打印能实现复杂结构制造，主要用于工艺、结构验证，加快航空航天、军工产品开发速度。
3D打印铜合金首饰，使设计者发挥的空间更大，饰品款式更加琳琅满目。
Cu-Cr-Zr copper alloy
Deformation processes of the lattice structures during compression.Cu-Cr-Zr copper alloy
SEM images of the lattice structures of (a-b) 20–4 and (c-d)
SEM images of the lattice structures of (a-b) 20–4 and (c-d) 10–6 before and after deformation.Cu-Cr-Zr copper alloy
Cu-Cr-Zr copper alloy lattice structures were well fabricated via selective laser melting for the first time.
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The compression deformations of the lattice structures occurred uniformly without cell breaking and strut fracturing.
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The stress-strain curves exhibit a long and rising stress plateaus without stress collapses.
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Properties of the lattice structures with lower volume fraction are more sensitive to cell size.
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Explicit equations depict the relations of the volume fractions and the mechanical properties.
参考文献：
https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.108406，Lattice structures of Cu-Cr-Zr copper alloy by selective laser melting: Microstructures, mechanical properties and energy absorption，Materials & Design
Volume 187, February 2020, 108406
Specimens for density optimization.
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.154350，Selective laser melting of Cu–Cr–Zr copper alloy: Parameter optimization, microstructure and mechanical properties，Journal of Alloys and Compounds
Volume 828, 5 July 2020, 154350
文献来源：
3D打印世界、创想智造、南极熊、3D科学谷
