開發(fā)軟磁材料增材制造！NASA資助Elementum 3D

導讀：太空電力推進系統(tǒng)對行星際任務的重要性正在增加，而現(xiàn)有的磁性材料和制造方法不足以生產具有足夠機械強度和磁性的大直徑霍爾效應推進器(HET)。因此，人們需要更好的制造方法來生產具有正確磁性和結構堅固性的HET。

△NASA噴氣推進實驗室運行的6kW霍爾推進器

南極熊獲悉，Elementum 3D于2021年6月17日宣布獲得NASA SBIR第一階段資金，開發(fā)用于大直徑增材制造軟磁材料。第一階段工作的主要目標是研究、開發(fā)和展示適用于生產大直徑霍爾效應推進器的軟磁原料材料和增材生產工藝，滿足磁性和機械性能目標。

△VAC用軟磁材料制成的沖壓（非3D打�。┎考�。雖然Co-Fe軟磁產品可以很容易地制成片材，但大坯料生產會導致材料脆弱、易碎和不均勻。

鈷鐵軟鐵磁合金具有無與倫比的磁飽和、高導磁率、高居里溫度和極高的強度，非常適用于軟磁應用，包括霍爾效應推進器（HET）。然而，這些合金由于低延展性和無法生產大尺寸形狀面臨制造性問題。雖然Co-Fe軟磁產品可以很容易地制成片材，但大坯料的生產會導致材料脆弱、易碎和不均勻。

△直接金屬激光燒結(DMLS)

Elementum 3D與Altius Space Machines合作，提議開發(fā)一種增材制造 (AM) 工藝和材料原料，利用鈷鐵軟磁材料制造大直徑HET。3D打印技術能夠直接從粉末原料生產大型結構，這將克服鐵鈷坯料制造尺寸的問題。其他優(yōu)勢還包括有利的BTF比（Buy-to-Fly ratio）、設計自由度和推重比（Thrust-to-weightratio）的增加。

△DMLS是將激光發(fā)射到粉末金屬床中，并自動對準3D空間中的點，然后將材料熔化/焊接在一起形成固體結構的過程。

參考閱讀：

1. Materials and Process for Additive Manufacturing of LargeDiameter Hall-Effect Thrusters.
2. AM of soft magnetic materials by Elementum 3D funded byNASA