DARPA资助ELEMENTUM旨在首次3D打印金属铼

美国国防高级研究计划局(DARPA) 已授予增材制造材料开发商Elementum 3D直接进入第二阶段的 SBIR 合同，以开发金属铼的 3D 打印工艺。

铼是地球上最稀有的金属之一，属于难熔金属。它以其高密度和极高的耐热性而闻名，在元素周期表上的所有金属元素中提供第二高的熔点（仅次于钨）。 

这种金属的热性能和机械性能的高性能混合使其在航空航天领域备受追捧，因为零件经常承受高应力和极端高温。DARPA 认为，用铼进行 3D 打印的能力将有助于开发更持久的火箭和导弹推进系统。

Elementum 3D 的增材制造材料

Elementum 3D总部位于科罗拉多州，成立于 2014 年，专门研究和开发用于 3D 打印的先进金属、复合材料和陶瓷粉末。该公司使用其专利的反应增材制造 (RAM) 技术制造材料，该技术使用陶瓷增强材料来防止材料在固化过程中开裂。

因此，它可用于开发通常与 3D 打印不兼容的金属制成的粉末。这包括成熟的锻造合金，例如铝 1000、2024、6061、7050 和 7075。

除了其材料组合外，Elementum 还开发用于激光粉末床熔合的参数集。该公司已经为钽、钨、钨重合金和钨铼合金等其他难熔金属创建了可重复的工艺。DARPA 希望在为关键应用建立铼打印工艺时，这种经验会派上用场。

处理铼的困难

铼已被广泛用作镍基高温合金中的合金成分，但由于传统工艺的难度，其作为基础合金的用途受到限制。例如，将铼制成复杂的几何形状是昂贵的，因为它的熔化温度很高，而且由于它经历了广泛的加工硬化，因此加工也非常困难。

借助专门针对金属的 3D 打印工艺，工业 3D 打印机用户将能够绕过这些限制，制造以铼为基础材料的复杂部件。此外，增材制造的使用将使使用传统工艺（如粉末冶金和放电加工）难以制造的几何特征成为可能。

最终，DARPA 项目旨在将铼固化为一种可行的增材制造金属，使该材料可用于各种高温推进和高超音速应用。

如果 Elementum 成功开发了铼印刷工艺，DARPA 也可能会执行额外的“选择期”合同。该合同将涉及最终用途航空部件的 3D 打印和测试，以促进铼在增材制造领域的商业应用。

尽管 3D 打印的铼尚未广泛用于航空航天，但金属增材制造作为一个整体肯定是。就在上个月，运载火箭制造商Launcher在美国宇航局斯坦尼斯航天中心成功完成了其3D 打印 E-2 液体火箭发动机的最新一组热火测试。该公司的火箭发动机首次实现了标称推力、压力和氧化剂/燃料混合比，而据报道，在 40 秒的试燃后，所有这些都处于“完美状态”。

在其他地方，推进系统制造商Aerojet Rocketdyne最近从太空发射公司联合发射联盟(ULA)获得了迄今为止最大的 RL10 合同。作为交易的一部分，Aerojet Rocketdyne 将向 ULA 交付116 台部分 3D 打印的 RL10C-X 发动机，用于后者的新型重型 Vulcan Centaur 火箭。ULA 将使用其新的 3D 打印引擎来支持电子商务巨头亚马逊即将推出的柯伊伯卫星星座的发射。