QPL學(xué)生團(tuán)隊(duì)利用3D打印腔室制造火箭發(fā)動(dòng)機(jī)

2025年6月27日，南極熊獲悉，貝爾法斯特女王大學(xué)的學(xué)生們研發(fā)出了北愛爾蘭首臺學(xué)生設(shè)計(jì)的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)——開爾文Mk.1，標(biāo)志著北愛爾蘭航天領(lǐng)域迎來了重要的里程碑。項(xiàng)目由女王推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（QPL）牽頭，凸顯了實(shí)踐學(xué)習(xí)和先進(jìn)制造技術(shù)對塑造未來航天工程的影響。

作為合作的一部分，LPE（歐洲激光原型公司）贊助了QPL，制造了發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件：一個(gè)金屬3D打印燃燒室和一個(gè)噴射器頭。這兩個(gè)部件的打印、熱處理和后處理均在LPE位于貝爾法斯特的工廠完成。LPE總部位于貝爾法斯特，是領(lǐng)先的增材制造和快速成型服務(wù)提供商，專門為航空航天、醫(yī)療和工業(yè)領(lǐng)域提供高精度3D打印部件。該公司已通過ISO 13485、ISO 9001和AS9100標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。

3D打印腔室采用直接金屬激光燒結(jié) (DMLS) 技術(shù)，以 AlSi10Mg 鋁合金制成，這種鋁合金因其輕質(zhì)和高導(dǎo)熱性而被選中。打印部件具有內(nèi)部冷卻通道，并采用一體式打印，消除了易受應(yīng)力影響的焊縫和接頭。后處理包括完全除粉、熱處理和表面處理，以滿足航空航天級標(biāo)準(zhǔn)。

LPE工程總監(jiān)帕特里克·沃爾斯表示：“增材制造是這款發(fā)動(dòng)機(jī)的理想解決方案，不僅因?yàn)樗膹?fù)雜性，還因?yàn)樗軌蛟趩我还ば蛑袑?shí)現(xiàn)速度、精度和性能的全面提升。我們很榮幸能夠支持這樣一支雄心勃勃、能力出眾的團(tuán)隊(duì)，并為這個(gè)代表北愛爾蘭下一代推進(jìn)技術(shù)的項(xiàng)目貢獻(xiàn)力量?！?/div>

QPL成立于2023年，是北愛爾蘭最大的學(xué)生火箭團(tuán)隊(duì)，為學(xué)生提供推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造和測試方面的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。Kelvin Mk.1發(fā)動(dòng)機(jī)由異丙醇和一氧化二氮驅(qū)動(dòng)，計(jì)劃于2025年7月10日在韋斯科特空間集群進(jìn)行熱火測試，作為英國Race2Space競賽的一部分。

QPL團(tuán)隊(duì)決定采用金屬增材制造技術(shù)，因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)靈活性、速度和部件整合性是關(guān)鍵因素，可以節(jié)省更多時(shí)間進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)測試和集成。與LPE的合作也為學(xué)生們提供了寶貴的增材工藝設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

QPL 發(fā)言人表示：“金屬 3D打印賦予了我們更大的設(shè)計(jì)自由度、更快的制造速度和更少的零件。LPE 在整個(gè)項(xiàng)目過程中提供的支持非常寶貴，最終完成的腔室超出了我們的預(yù)期。”