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Fabrisonic公司将UAM用于NASA航天器的3D打印热交换器

固态金属3D打印专家Fabrisonic是否继续与美国宇航局喷气推进实验室(JPL)使用其专有的超声波增材制造(UAM)技术为后者的航天器生产3D打印热交换器。

为了提高美国宇航局航天器中使用的热交换器的可靠性,Fabrisonic与美国宇航局喷气推进实验室(JPL)技术专家斯科特·罗伯茨(Scott Roberts)合作,创造了一种新的热交换器设计,可以在单个部件上3D打印。

新设计取代了几十个在长期任务或极端条件下可能失效的小部件和关节,不仅在空间应用方面,而且在石油钻探和航空等领域也有潜在的好处。

罗伯茨说:“我正在研究的问题不是为一个任务解决一个问题,而是为NASA和工业解决一系列问题。”

UAM在这种铝热交换器中消除了热接口和硬件的需要。通过Fabrisonic照片。
UAM在这种铝热交换器中消除了热接口和硬件的需要。通过Fabrisonic照片。

Fabrisonic UAM技术

Fabrisonic的UAM技术是一种混合金属3D打印工艺,使用超声波振动将连续的金属箔层焊接成3D形状,然后cnc加工以提供更复杂的功能。

该技术能够在低温下运行,使其适合于集成电子的3D打印,也便于高速3D打印。2017年,该公司申请了UAM印刷技术专利之后又发布了基于uam的产品SonicLayer 1200机

自2011年成立以来,Fabrisonic已经多次与NASA合作。2019年,该公司与光学传感器专家合作月球的创新3D打印传感器直接到NASA燃料管道上一年后,他开始了美国国家航空航天局(NASA)的SBIR项目,成功地将不同的非晶态合金融合在一起耐腐蚀julian包层使用它的UAM进程。

Fabrisonic和NASA喷气推进实验室首先开始探索如何使用UAM在2018年生产3D打印热交换器。当时,3D打印组件通过了美国宇航局的质量控制测试,并被认为可以在太空飞行。今年早些时候,合作伙伴宣布他们已经开发出了这款产品更有价值的3D打印热交换器用于使用声波层1200的卫星。

Fabrisonic总裁Mark Norfolk表示:“如果没有SBIR和其他政府支持,Fabrisonic可能无法跨越初创企业和商业成功之间的鸿沟。”“它使重要的研究和发展成为可能。它提供了关键的信息,如有助于传播技术的材料特性数据和案例研究。”

这款3D打印的CubeSate散热器结合了铝和铜,使热量更均匀地分布在面部。通过Fabrisonic照片。
这款3D打印的CubeSate散热器结合了铝和铜,使热量更均匀地分布在面部。通过Fabrisonic照片。

UAM印刷热交换器

在太空中,极端温度可以相差数百度。热交换器可以通过吸收或排出热量来帮助航天器内保持稳定的温度,它通常包含一个长长的蛇形管道,连接在带有支架和环氧树脂的金属板上。

传统方法制造的热交换器通常由多个相互连接的部件组成,这给设备带来了许多潜在的故障点。为了解决这一问题,罗伯茨利用Fabrisonics UAM技术,将热交换器3D打印在单个部件上。

通过将热交换器打印在单个部件上,该部件的可靠性显著提高,并降低了部件在长期太空任务或地球上极端条件下发生故障的可能性。3D打印热交换器的性能也有所提高,据报道,与传统方法制造的部件相比,重量减少了约30%,性能提高了30%。

该技术还能够快速地焊接6平方英尺的层,使制造复杂几何形状的零件在几天内成为可能,而不是几个月。因此,NASA航天器的开发周期可以缩短,商用部件的制造也可以显著加快。

Fabrisonic公司3D打印热交换器的照片。通过Fabrisonic照片。
Fabrisonic的3D打印热交换器。通过Fabrisonic照片。

Fabrisonic-NASA喷气推进实验室的其他技术突破

NASA喷气推进实验室还利用了Fabrisonic的UAM技术,在保护电子元件免受强烈空间辐射和保持元件尽可能轻之间达到最佳平衡。

Fabrisonic公司的UAM技术使抗辐射金属钽层能够印刷在铝制航天器部件的中间,使每一种金属的性能保持不变,并能够如预期的那样运行。

通过结合铝和钽,美国宇航局能够实现3D打印组件,既抗辐射,但也非常轻。

此外,NASA在航空测试中利用UAM打印的光纤传感器来检测商用飞机的弱点和性能问题。使用UAM将传感器内置到铝制部件的内部,能够获得关于金属健康和性能的准确、实时数据。

由于采用了金属保护,传感器能够在太空等恶劣环境中工作。

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特色的图像显示UAM在这种铝热交换器中消除了热接口和硬件的需要。通过Fabrisonic照片。

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