在金屬增材制造領(lǐng)域，封閉球形或穹頂結(jié)構(gòu)的打印一直是公認(rèn)的技術(shù)難題。

當(dāng)懸垂角度超過(guò)45°時(shí)，熔池因缺乏下方固體支撐而失穩(wěn)塌陷，導(dǎo)致表面粗糙度急劇惡化甚至打印失敗。

工程師們通常被迫在內(nèi)部添加支撐結(jié)構(gòu)，但對(duì)于衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)的燃料和氧化劑儲(chǔ)罐而言，這帶來(lái)了嚴(yán)重的后處理挑戰(zhàn)。

內(nèi)部支撐難以去除，殘留結(jié)構(gòu)可能引入應(yīng)力集中點(diǎn)和潛在泄漏路徑，這在航天應(yīng)用中完全不可接受。

InnoSpace團(tuán)隊(duì)展示的工作引人注目之處在于，他們使用Ti-6Al-4V Grade 23航天級(jí)鈦合金，在標(biāo)準(zhǔn)LPBF設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了完全封閉球形容器的零內(nèi)部支撐打印。

這意味著沒(méi)有使用多軸打印頭、傾斜基板或其他非標(biāo)硬件配置，也沒(méi)有依賴專有的掃描算法。

各向異性問(wèn)題也很關(guān)鍵。

逐層熔化凝固的工藝特性導(dǎo)致Z向與XY向機(jī)械性能存在差異，對(duì)于承受均勻內(nèi)壓的球形容器，這種各向異性意味著特定方向可能成為結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)。

常見(jiàn)的應(yīng)對(duì)策略包括優(yōu)化掃描路徑使熔池取向更加隨機(jī)化、通過(guò)后續(xù)熱處理均勻化微觀組織、或在設(shè)計(jì)階段對(duì)弱向進(jìn)行壁厚補(bǔ)償。

團(tuán)隊(duì)分享時(shí)未對(duì)此展開(kāi)說(shuō)明，期待后續(xù)能給出更多技術(shù)細(xì)節(jié)。

從工程應(yīng)用角度看，1至15升的容量范圍覆蓋了大部分小衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)的儲(chǔ)罐需求，參數(shù)化設(shè)計(jì)能力可根據(jù)不同任務(wù)載荷快速調(diào)整幾何構(gòu)型，這對(duì)于強(qiáng)調(diào)快速迭代的商業(yè)航天的全新制造模式具有實(shí)際意義。

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