由3d打印发动机提供动力的发射卫星轨道飞行器和平台将于今年秋天首次与SpaceX合作;2024年，该公司的轻型发射火箭将独立推动轨道飞行器进入太空，自行发射卫星。
1957年10月，人类发射了第一颗轨道卫星。65年后，超过5000颗卫星在服役，其中大约一半在过去两年中被送入近地轨道(LEO)。其中大部分活动都要感谢企业家埃隆·马斯克(Elon Musk)，他的spacex发射的卫星互联网星座“星链”(Starlink)很快将占到地球周围物体的至少一半。
“我们不认为这种快速增长是一种反常现象，”加州霍桑航空航天公司Launcher Inc.的创始人兼首席执行官Max Haot说。“我们认为这是未来的开始。事实上，我们相信在未来十年内将有数十万颗小型卫星进入轨道。”
搭顺风车
Haot计划成为他所谓的小卫星革命的重要组成部分。今年晚些时候，Launcher将利用SpaceX的小卫星拼车计划(SmallSat Rideshare Program)将其轨道卫星转移车辆和平台送入太空，在那里，每次任务将部署多达400公斤的立方体卫星和小卫星，并精确地将它们放置在其所有者希望的任何轨道上。从2024年开始，该公司将开始提供自己的发射服务——Launcher Light——一种液体燃料火箭，长15.2米，直径1.1米，将分别携带150公斤和105公斤的有效载荷进入LEO和SSO(太阳同步轨道)。
霍特解释说，轨道飞行器是火箭三级设计的最顶端，有点讽刺的是，它本应是火箭开发的最后一部分。但当SpaceX在2020年初宣布将开始出售猎鹰9号火箭的有效载荷空间时，郝特和发射器团队意识到，他们可以让自己的卫星部署系统与猎鹰9号和其他发射平台兼容，并决定加快项目的这一部分。
四个发射器的轨道器发动机使用Velo3D技术进行增材制造。从CAD设计定稿到试射只需一周时间。
他说:“看到有机会为我们的客户提供两全其美的服务，我们把轨道飞行器放在了生产线的首位。”“与此同时，我们继续研究发射灯的机械结构，整流罩，也许最重要的是发动机，所有这些都是为了2024年的首次商业飞行做准备。所以，这是非常令人兴奋的一年，该组织80%的制造能力都集中在建造我们的第一个轨道飞行器上，它将于今年10月飞行。”
发射成本更低
目标是使卫星部署更容易，更实惠。通过SpaceX的RideShare项目和Launcher的轨道飞行器转移飞行器，这家初创公司很快就能以每公斤8000多美元的价格将有效载荷送入定制轨道。豪特说:“这些乘车共享每三个月发生一次，但如果SpaceX的时间或轨道不符合我们客户的要求，我们还将通过我们的Launcher Light提供高级发射服务。”“不管怎样，这些服务的价格在航天工业中是前所未有的。”
Haot和Launcher的制造主管Tim Berry很快指出，如果没有增材制造的金属部件，这一切都是不可能的，其中最具挑战性的是在加利福尼亚州坎贝尔市的Velo3D蓝宝石3D打印系统上生产的。
Berry说:“Velo蓝宝石能够可靠地打印复杂的几何形状，这使得我们在面对不断变化的优先级时非常容易地进行调整。”“总的来说，这是增材技术的一个好处，尤其是当你使用一个功能强大的打印平台时。”
他应该知道。在加入Launcher之前，Berry在SpaceX工作了近十年。在此期间，他领导了猎鹰9号的第二阶段集成团队，随后在“龙”号的机组人员和货物舱中担任领导职务，然后过渡到增材制造主管。如今，他负责管理Launcher 2.4万平方英尺的店面。此外，该公司还配备了小型金属3D打印机，其中最主要的是来自Velo3D的蓝宝石系统。
Launcher公司购买了第二套Velo3D蓝宝石金属增材制造系统，这一次专门用于钛，因此它可以制造比原始设计更轻的重量燃料箱，该燃料箱是用英康镍合金3D打印的。显示的是一个刚刚完成的钛燃料箱在新的蓝宝石建造室。
迎接挑战
如前所述，发射器开始其最近的发展努力与轨道器，而不是火箭的主要阶段，将其带入太空。由于没有火箭发动机，任何火箭都无法飞行，因此Launcher获得了经过太空验证的涡轮泵图纸的许可，然后开始使用增材制造(AM)技术改进其设计。
不幸的是，没有金属增材制造设备供应商可以生产许多必要的组件。一个值得注意的例子是发动机的笼罩式叶轮，这是一个极其关键和复杂的铬镍铁合金部件，转速为30,000转/分钟，必须承受超过300巴的出口压力，并且充满了众所周知难以打印的零度角表面。
加油了
贝瑞指出，燃料箱是另一个典型的例子。他说:“货比三家，选择一个能够承受3000 psi压力的太空级油箱，你可能会听到交货时间是8个月到两年，特别是如果是定制的。”“在我们的环境中，这不是一个选择，所以对于我们的许多组件，我们采取了基于可用工具的设计方法。”
碰巧的是，轨道飞行器的22升油箱与蓝宝石的建造体积完全匹配。Launcher一开始是用铬镍铁合金打印零件，虽然它们表现得很好，但Berry和团队开始寻找优化设计的方法。转向重量更轻的钛是显而易见的选择。
“这就是我们从Velo3D获得第二台机器的原因，”他解释说。“它可以打印出完全相同的油箱，但重量更轻，压力更高。与最初的设计相比，我们已经减少了一些限制，但一旦我们推出了几款游戏，我们可能会进一步减少限制，继续挑战极限。”
四个轨道飞行器发动机喷油器，打印在Velo3D蓝宝石AM系统上。
建立在成功的基础上
他指出，这是拥有内部打印功能的最重要的优势之一，因为Launcher可以不断推动更积极的设计和更高的性能，而不会浪费时间或花费太多金钱。因此，该公司正在蓝宝石系统上3D打印各种组件，包括支架和其他二级结构、燃烧室和喷油器。
Haot谈到了他和Berry在购买3D打印机时听到的其他人的批评之一。“有些人抱怨Velo系统在材料和激光设置方面是封闭的，”他说。“对我来说，这是积极的，而不是消极的。”
Velo3D
velo3d.com
了下:3D打印•增材制造•立体光刻
