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Skyrora获欧洲航天局ESA支持:Tanbium高温合金3D打印项目加速航天推进系统创新

英国航天企业Skyrora在欧洲航天局(ESA)支持下,启动Tanbium高温合金3D打印项目。该合金由Skyrora联合Metalysis与Thermo-Calc开发,具备更高耐温性、轻量化和成本优势,将用于火箭发动机喷嘴与燃烧室等关键部件。项目通过增材制造(AM)技术验证Tanbium性能,助力欧洲航天材料创新与供应链自主,推动高性能合金在极端环境下的应用突破。

Tanbium:Skyrora 的高性能合金项目获得欧洲航天局支持

总部位于英国的火箭与航天技术公司 Skyrora 已被选为欧洲航天局(ESA)“通用支持技术计划”(GSTP)的主要承包商。该项目聚焦于 Tanbium 的增材制造(Additive Manufacturing, AM),这是一种由 Skyrora 与英国定制金属粉末专家 Metalysis 以及集成计算材料工程(ICME)供应商 Thermo-Calc Solutions 合作开发的高温合金。本次计划旨在验证 Tanbium 在火箭发动机部件(包括喷嘴与燃烧室)以及其他极端环境应用中的适用性。

Thermo-Calc Solutions 董事总经理 Ida Berglund 强调了该项目在创新方面的重要意义。她表示:“我们很自豪能看到这一突破由如此经验丰富、具有前瞻性的合作伙伴进行测试,并与顶尖的粉末生产专家共同协作——这是展示 Tanbium 在火箭推进系统中性能的理想团队。”

欧洲航天局技术主管 Simon Hyde 补充道:“通过使用这种 Tanbium 合金,项目联盟正在应对欧洲在超高温应用领域的关键挑战。他们正在为航天应用开辟一个潜在的高价值方向,并为欧洲建立起具有韧性的供应链。”


使用 DED 技术进行火箭发动机部件的增材制造。图片来源:Skyrora。

Tanbium 的性能与优势

Tanbium 的设计旨在克服传统航空航天合金的局限性,性能超越了诸如 C103 和 IN718 等老牌材料。它具备更长的燃烧寿命、更高的工作温度、最多可实现 30% 的减重,通过 3D 打印可减少 95% 的材料浪费,并降低 高达 40% 的部件成本。

“该项目强化了 Skyrora 对自主发射能力与材料创新的承诺,”Skyrora 商业发展总监 Derek Harris 表示。

该欧洲航天局资助的项目将于本季度启动,周期为九个月,内容包括 3D 打印试验、材料验证、机械测试以及商业可行性分析。Skyrora 将利用其 Skyprint 1 与 Skyprint 2 定向能量沉积(DED)平台 主导集成工作,Metalysis 将通过其 FFC Cambridge 固态工艺 提供合金粉末,而 Thermo-Calc Solutions 将利用先进的 计算建模 实现合金优化。


来自太空的金属3D打印部件。图片来源:ESA。

Metalysis 首席执行官 Nitesh Shah 强调说:“Skyrora 选择我们作为先进材料合作伙伴,是因为只有我们的固态工艺才能生产如此广泛的新型合金。我们期待成功完成项目的第一阶段,并推进到第二、第三阶段,从而在航天推进市场中产生实质性影响。”

新兴的高性能航空航天合金

Tanbium 属于正在快速发展的先进合金领域,专为增材制造和极端环境应用而设计。例如,铌合金粉末专家 TANIOBIS GmbH 正在开发 AMtrinsic C-103 和 AMtrinsic FS-85 等基于铌的粉末,这些材料能够承受 超过 1000°C 的高温,适用于航空航天推进与结构部件。这些合金使得可通过 3D 打印制造具有复杂几何结构、减重特征和内部通道的零件,而传统制造方法无法实现。

同样地,美国的 橡树岭国家实验室(ORNL) 已测试了一种新型铝合金 DuAlumin-3D,用于高温汽车部件,该材料在航空航天和热交换器领域也展现出潜力。ORNL 首席研究员 Alex Plotkowski 指出,这种合金在激光粉末床熔融(LPBF)过程中能够保持热性能并避免开裂,展示了其在轻量化与效率提升方面的巨大潜力。