製造火箭發動機  激光3D列印技術無所不能

編譯／高晟鈞

是近年來相當熱門的話題之一，儘管3D列印的技術逐漸成熟，但仍然有許多人不了解其中的技術和原理。儘管大部分民眾認為食物、房子、汽車、衣服和食物等是無法利用3D列印的物體；但實際上，3D列印已經達到無所不能的地步，這些例子都可以利用3D列印技術達到。

近期，Skoltech的研究人員使用3D列印機製造了材料科學以前未知的青銅鋼和金樣品；這種新型合金融合了青銅和鋼的獨特物理優點，可以用於製造飛機和火箭發動機的燃燒室，研究結果發表於Materials & Design上。

該研究有史以來第一次使用稱為直接激光沉積的3D列印技術，利用激光融化金屬粉末並合成2種青銅鋼合金，獲得了所謂的準均質合金和三明治結構。在前者中，兩種材料均勻的混和在樣品中；而後者則由一系列交替的0.25毫米厚的青銅和鋼層組成一個像三明治一樣的結構。

當3D樣品融合條件不合適時，容易造成結構變形，或在列印過程形成破裂層；而研究團隊利用光學和電子顯微鏡研究其內部結構，準均質合金中的形狀或微型結構都相當穩定:而三明治夾結構在多項機械測試中表現良好，證實了兩者的融合性相當之高。

這項新的由3D激光列印而成的青銅鋼合金，保有了兩項金屬各自的優點，鋼可以抵抗火箭發動機燃料產生的高溫，而青銅則擁有好的導熱和冷卻能力，由兩者結合而成的材料可以打造一個兩全其美的火箭發動機燃料室。

這項技術將可以應用在更多領域，例如製造由強化高溫合金製成的渦輪葉片，可以帶有青銅製成的冷卻通道；透過3D列印可以實現將兩種不同材料無縫地接合在一起，實現更廣闊的材料應用。

資料來源:TechXplore

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