西门子端到端的解决方案

　　3D打印助力未来的发射系统必须是可重复使用的。而我们已经可以清晰的看到，3D打印低成本可重复利用的下一代火箭发动机已经引爆新一轮NASA与ESA竞赛。

　　让3D打印变得不那么挑战

　　最近，ESA-欧洲航天局邀请西门子，以及航空航天结构专家Sonaca参与Design4AM项目，致力于通过综合性的增材制造软件来加速实现高度优化的航空航天结构件的设计与生产。

　　在Design4AM项目的框架内，将加强通过西门子数字创新平台，实现航空航天工业增材制造的产业化。基于西门子的NX™软件和Simcenter™软件，西门子和Sonaca将携手合作，通过Sonaca的航空航天结构设计和制造专业知识，增强西门子的端到端增材制造解决方案。

　　Design4AM项目可以产生经过验证的应用程序，用于设计和生产针对性能和成本进行优化的轻量化空间部件，这些应用程序将利用西门子针对工业增材制造的端到端软件解决方案，该解决方案结合了创成式设计，自动拓扑优化，仿真分析，流程模拟，构建准备和生产执行等全套的软件工具。

　　Design4AM项目为期两年，建立在西门子与Sonaca的强力合作基础上，得到了ESA和比利时联邦科学政策办公室（Belspo）的资金支持。通过3D打印-增材制造技术可用于实现发射器，推进器，卫星和各种航天器部件的复杂结构。Design4AM项目将能够帮助ESA-欧洲航天局利用增材制造技术实现能够承受太空卫星发射期间需要承受极端力学性能要求的高性能结构。

　　评论

　　根据媒体市场观察，一边是ESA紧锣密鼓的布局，一边是NASA于2019年7月初投资了700万美金委托卡耐基梅隆大学研究下一代飞机的制造技术，合作伙伴包括阿贡国家实验室，ANSYS，洛马，通快，GE, 普惠，诺思罗普·格鲁曼, 西门子等。该项目致力于通过3D打印来降低成本，大幅提升美国在航空航天业的制造能力。

　　根据媒体市场观察，虽然ESA在3D打印的应用程度上颇有些被NASA倒逼的态势。然而ESA长袖善舞，调动资源，做全方位布局的能力不容小觑。

　　不仅仅与西门子合作端到端的解决方案，材料方面，欧洲空间局（ESA）正在联合ICT先进制造实验室开发有前途的材料。研究人员研究外来材料的微观结构或材料的焊接方式，并探索各种制造工艺的结合。

　　此外，2015年，欧洲航天局就和伯明翰大学合作研发了一整套增材技术解决方案。其中一项技术包括设计一个激光沉积设备的喷嘴及整合增材制造流程中的多个送丝系统。该技术提高了金属丝打印的能力，与金属粉末打印系统相比更具优势。使用金属丝作为打印材料，金属打印设备将具备制造多种不同合金样件的能力，增加了打印过程中材料的利用率， 还可以避免粉末溢出造成的污染、设备维护、安全等问题。

　　除了对软件、材料及打印工艺的重视与布局，ESA还很重视硬件设施的建设。2016年，ESA在英国基地牛津郡的哈威尔建立了一个新的先进制造实验室，在那里研究3D打印等先进制造技术用于空间探索的可能性。

　　ESA哈威尔的实验室配备先进的金属3D打印机、强大的显微镜套件、X射线CT机，以及一系列的热处理加热炉。这里研究人员很方便的进行先进的力学试验，包括拉伸、显微硬度测试。研究人员可以使用实验室和哈威尔校园的设施，如半导体洁净室、低温实验室、英国中央激光设施，ISIS中子源，和钻石光源等资源。

　　2017年，ESA与英国制造技术中心（MTC）合作，建立了一个“一站式”空间相关应用增材制造中心—ESA增材制造中心（AMBC），该新中心由MTC管理，使得ESA和其他空间探索公司能够探索某些项目的3D打印潜力。

　　ESA是NASA最大的竞争对手。而通过与企业、大学、科研机构的联合，ESA拥有了一系列的从共性基础研究到产品开发，再到前沿技术探索方面的优势。也使得ESA基于欧洲强大的科研力量，迅速积累自己的3D打印know how，并获取下一代航天器的制造实力。

来源：3D科学谷