韓國工業技術院（KITECH）的一組科學家近日宣佈，他們利用 3D 印刷技術生產的大型鈦合金太空燃料箱通過了關鍵的耐久性測試。根據《Popular Science》的報導，這個燃料箱在全球首次測試中承受了極端的溫度和壓力。該團隊相信，他們的新型 3D 印刷方法將能夠更快速且更具可定制性地生產堅固的太空組件，這對於未來的太空探索具有重要意義。
KITECH 團隊採用了定向能量沉積（DED）技術來開發這個燃料箱。這種方法使用激光來熔化金屬線，然後根據數字設計，將熔化的鈦合金逐層構建成組件。這款 3D 打印的鈦合金燃料箱直徑達 640 毫米，使用的是 Ti64 鈦合金，這是韓國航空航天研究所（KARI）、KP Aviation Industries、AM Solutions 和漢陽大學共同項目的一部分。
在測試期間，這款燃料箱在使用液氮冷卻至 -196°C 時，承受了 330 巴的壓力。高壓組件對於太空飛行至關重要，因為它們能夠提供液體燃料並控制飛行器的姿態。此外，這些組件還必須在維持低溫以保持低溫推進劑的同時，保持其性能。傳統上，製造商採用鍛造方法來打造這些組件，但這種方法需要固定的模具，對於生產各種尺寸的定製部件並不理想。
KITECH 的首席研究員李赫博士在新聞發佈會中表示：“這一示範證明了大規模增材製造結構能夠可靠地承受模擬實際工作環境的低溫和高壓條件。”他還指出，這為 3D 印刷在航空航天領域的廣泛應用奠定了基礎。
在製造這款燃料箱的過程中，KITECH 團隊先製作了兩個半球，然後將其加工並焊接在一起形成容器。整個過程僅用了三天，根據開發團隊的說法，整個製造週期縮短至幾週，這比傳統方法顯著減少了時間。科學家們指出，“傳統的鑄造和鍛造方法在大型鈦合金容器的材料供應、設計限制以及不斷上升的成本和交貨時間方面面臨挑戰。”
完成後，團隊將其容器提交至 KARI 進行低溫壓力測試。這項測試將鈦合金球體放入一個混凝土屏障圍住的設施中，然後將其冷卻至 -196°C，並施加 330 巴的壓力。測試結果顯示，該容器能夠承受極端的太空條件。然而，進一步的測試仍然是必要的，以驗證其是否能夠反覆承受太空環境的嚴苛條件。正如 KARI 的金賢俊所指出的，“我們將繼續合作進行運行壓力下的循環壓力測試，並追求額外的太空飛行認證。”
