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美國火箭實驗室(Rocket Lab USA)正在打造世界上最大的碳纖維復合材料"中子"火箭

 美國火箭實驗室(Rocket Lab USA)的中子號中型載荷火箭(Neutron medium payload rocket)在太空旅行方面取得了創新性的進展--這是迄今為止制造的最大的復合材料火箭。最初,數百層、數千平方英尺的碳纖維被手工鋪設到一個模具上,一個龐大的團隊花費了數周時間才完成。

 

 

 

現在,39 英尺高的碳復合材料 3D 打印機每分鐘可鋪設 328 英尺長的碳纖維,有了火箭實驗室的新型自動光纖鋪放(AFP)機,一天之內就能完成。

你可以把它想象成類似于一臺 39 英尺(12 米)高、75 噸重的自主式 3D 打印機,它能以每分鐘 328 英尺(100 米)的速度打印出碳纖維層。它不是"打印"部件,而是將碳纖維片一層一層地向不同方向鋪設,以增強每個結構的強度和剛度。AFP 的橫向移動能力可達 98 英尺(30 米),因此完全有能力鋪設最大的部件--91 英尺(28 米)長的中子火箭中間級和整流罩。

 

手工鋪設這些結構需要數周時間。而 AFP 可以在 24 小時內打印出來

AFP 還負責將直徑為 22.9 英尺(7 米)的第一級和直徑為 16.4 英尺(5 米)的第二級油箱分層。

在加工工件時,內置的全自動檢測系統會掃描碳復合材料結構中的缺陷或瑕疵,并在進行下一層加工前暫停,提醒操作員注意。

SpaceX 的星際飛船主要由不銹鋼(300 系列"HFS",就像 Cybertruck 的"防彈"材料)制成,而波音的Starliner主要使用鋁合金。最初,SpaceX 考慮在星際飛船上使用 CF 復合材料,但考慮到不銹鋼的成本效益、耐溫性和耐用性,最終選擇了不銹鋼。

 

AFP 頭可 360 度旋轉,以便從任何方向盡快鋪設 CF

火箭實驗室預計,AFP 的使用將使世界上最大的復合材料可重復使用火箭的建造成本更低,生產速度更快、更容易,從而節省超過 15 萬個工時。

火箭實驗室網站稱,該公司的目標是在 2025 年發射第一枚中子火箭。