Raven太空系统利用微波辅助沉积3D打印技术服务航空航天和国防领域
时间:2024-12-13 09:29 来源:南极熊 作者:admin 点击:次
2024年12月12日，总部位于堪萨斯城的初创公司Raven Space Systems利用专有的微波辅助沉积 (MAD) 3D 打印技术满足苛刻的航空航天、太空和国防应用需求。MAD专利工艺可实现可扩展的直接墨水书写 (DIW) 3D 打印，打印航空航天级热固性材料和陶瓷前体复合材料组件。
使用传统的烘干方法，热固性复合材料可能需要几天时间才能硬化或固化。RavenSpace Systems 的 MAD 技术通过在 3D 打印过程中固化材料来加速这一过程，最大限度地减少了手工劳动、工具和材料浪费。
据 Raven Space Systems 称，MAD 技术可为 3D 打印高超音速飞行器、推进器、再入飞行器、卫星、飞机、导弹和太空火箭带来价值。新工艺采用现成的航空级树脂和填料（如玻璃或碳纤维），将其混合成专有的定制材料混合物。兼容的复合材料包括环氧树脂、酚醛树脂、硅树脂、碳化硅和碳化碳。
据报道，自 2020 年成立以来，这家初创公司已从美国空军、NASA、美国国家科学基金会和小企业创新与研究(SBIR) 计划筹集了约 550 万美元。此外，最近还有一轮 200 万美元的种子前融资，吸引了 5 位投资者的参与，包括Backswing Ventures、What If Ventures和46 Venture Capital。
Raven Space Systems 正在利用这笔资金为工业级规模的 3D 打印、混合和加工生产线提供资金，并计划在2025 年第二季度开设一家经过认证的航空航天生产工厂。新工厂的面积将比目前的3,000 平方英尺的工厂大得多，将为航空航天、航天和国防客户 3D 打印关键部件。
Raven Space Systems公司还计划在 2025 年进行一次演示任务：将一个 3D 打印太空舱将送往国际空间站 (ISS)。该公司希望，在重返地球大气层期间，太空舱上的传感器和数据发射器将证实这是第一个从太空重返大气层后仍完好的 3D 打印物体。
△RavenSpace Systems 的 MAD 3D 打印机正在运行。图片来自 Raven Space Systems。
Raven Space Systems 扩展 MAD 技术
MAD 3D打印的想法起源于Raven Space Systems 联合创始人 Blake Herren（首席执行官）和 Ryan Cowdrey（首席技术官）在俄克拉荷马大学就读期间。毕业后，两人从SBIR 计划获得了 100 万美元的资助，以制作他们新颖的3D 打印概念的原型。
Raven Space Systems目前正在利用美国国防部(DoD) 的计划，通过与美国制造商合作来加强国内供应链。由于 3D 打印复合材料具有高强度、轻质和耐热的特性，MAD 被用于制造固体火箭发动机和高超音速飞行器的热防护部件。
在接受TechCrunch 采访时，赫伦表示，美国国防生态系统中“没有足够的供应商”。他补充道：“那里的需求巨大——供应链、瓶颈问题，每个人都面临着这些热防护和结构材料的问题。”赫伦认为，通过新工厂扩大 Raven 的 3D 打印流程将使国防和航空航天制造的交货时间从数年和数月缩短到几天。
△使用Raven Space System 的 MAD 3D 打印技术 3D 打印的零件。照片来自 Raven Space Systems。
上个月，美国空军的AFWERX授予Raven 一份价值 180 万美元的第二阶段 STTR（小型企业技术转让）合同，用于 3D 打印再入气动外壳，用于高超音速飞行测试。气动外壳可保护高超音速飞行器免受重返地球大气层时遇到的极端温度的影响。项目由 Raven 与SpaceWorks Enterprises和伊利诺伊大学香槟分校的高超音速和进入系统研究中心(CHESS) 合作完成。后者将提供材料科学级测试，以支持 3D 打印高超音速试验台的开发和鉴定。
通过快速且在需要地点附近 3D 打印轻型组件，Raven Space Systems正在支持国防部持续开发和测试新型高超音速技术的努力，还利用MAD 3D打印技术瞄准自主系统提供商、卫星制造商和太空推进公司。 此前公司已获得NASA 和美国国家科学基金会 (NSF) 的资助。通过NSF 的 275,000 美元第一阶段 SBIR 拨款，推进3D 打印高温复合材料的研发。Raven 有资格申请第二阶段资金和最高 200 万美元的额外补助。
△RavenSpace Systems 的 MAD 3D 打印硬件。图片来自 Raven Space Systems。
航空航天、航天和国防领域的 3D 打印
在补充美国导弹库存并支持乌克兰和以色列正在进行的战争努力的同时，国防部已在增材制造方面投入了大量资金。今年早些时候，火箭发动机制造商Ursa Major从美国海军和战略资本办公室(OSC)获得了 1250 万美元，用于3D 打印固体火箭发动机部件。
此外，意大利公司Avio与雷神技术公司(RTX)合作，在美国建立了关键 SRM 工业基地。Avio 是一家知名的3D 打印导弹推进系统制造商，利用Velo3D Sapphire 3D 打印机支持其 Colleferro 工厂每年生产 200 至 300 枚火箭。
此外，五角大楼目前正在运行“吸气式高超音速增材制造成熟度项目” （GAMMA-H）计划，以增强3D 打印高超音速导弹的能力。今年早些时候，航空航天公司AerojetRocketdyne通过该计划获得了一份价值 2200 万美元的合同，用于 3D 打印高超音速推进系统原型。
除了国防部，最近有消息称，法国政府航天机构国家空间研究中心(CNES) 正在使用INTAMSYS技术3D 打印卫星工具。在采用增材制造技术之前，CNES 在确定用于洁净室和卫星测试的材料时面临着多项挑战。此外，较长的设计和制造周期对效率产生了负面影响。采用 3D 打印技术后，CNES 实现了快速原型设计和设计迭代，将设计和制造周期缩短至一天。
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