Raven Space Systems 希望通过 MAD 3D 打印重塑太空制造 – 3D打印行业资讯网

当俄克拉荷马大学的两名研究生在 2020 年开始重新构想复合材料制造时，他们可能没有想到他们的创新会如此迅速地起飞。快进到 2024 年，Raven Space Systems 已成为航空航天和国防领域的新兴力量，因其在热固性复合材料 3D 打印方面的早期工作而获得了赠款、合同和投资。

这些复合材料由碳或玻璃等纤维增强的树脂制成，因其耐热性、强度和重量轻而备受推崇。这些特性使它们对于要求较高的行业来说是不可或缺的。然而，生产热固性复合材料的传统方法缓慢且昂贵，并且通常需要在烘箱中放置数小时甚至数天才能固化。

Raven 成功的核心是其获得专利的微波沉积 (MAD) 3D 打印技术，该技术解决了这些挑战。这项创新通过在沉积后立即固化材料，实现了热固性和预陶瓷复合材料的可扩展直接喷墨 3D 打印。与传统方法不同，MAD 技术使用现成的航空航天级树脂和填料，可配制为专有混合物。其中包括对高性能应用至关重要的先进材料，如环氧树脂、酚醛树脂、硅胶、碳化硅和碳碳复合材料。

MAD 技术最初是作为桌面打印机的研究工具而开发的，现已发展成为一种工业规模的工艺，允许复合材料在打印过程中固化，完全不需要烤箱。该技术不仅节省时间，而且可以实现更快、更高效的生产。

MAD 为航空航天级材料（包括隔热罩、热防护系统和结构部件）开辟了新的可能性。该公司现在专注于扩大规模并从实验设备转向专为要求苛刻的应用而设计的多轴、可立即生产的机器。

Raven 的 MAD 3D 打印技术来得正是时候。航空航天和国防供应链问题多年来一直困扰着该行业，较长的交货时间和过时的生产方法造成了严重的瓶颈。通过优化生产和缩短周转时间，MAD 技术使 Raven 成为应对当前挑战的解决方案之一。

2024 年 10 月，Raven 向前迈出了一大步，获得了美国空军价值 180 万美元的 AFWERX 第二阶段 STTR（小型企业技术转让）合同。目标是制造用于高超音速飞行测试的 3D 打印空气动力射弹，这是空军部 (DAF) 的迫切需求。

当高超音速飞行器进入地球大气层时，由于空气摩擦，它们会遇到强烈的热量和压力，航空航天器充当高超音速飞行器的保护屏障。这些组件有助于保护车辆及其有效载荷（无论是先进的传感器、货物还是武器）免受超过数千华氏度的温度影响。

对于空军来说，高超音速飞行代表着国防前沿。高超音速飞行器的行驶速度超过 5 马赫，可以快速运送有效载荷并躲避现有的导弹防御系统，使其成为现代战争中的关键优势。然而，这项技术的发展需要在现实条件下进行仔细的测试。大气层再入外壳是这些努力的关键，它使高超音速飞行器能够在再入大气层中幸存下来，同时收集关键数据以供进一步开发。

生产飞机弹丸的传统方法既缓慢又昂贵，而且依赖于洛克希德·马丁公司、波音公司和通用动力公司等有限的供应商。相反，Raven 的专有 MAD 技术可生产轻质、耐热的航空外壳，使航空航天级热固性复合材料在打印过程中近乎实时地固化。

在这个项目中，Raven 与位于亚特兰大的 SpaceWorks Enterprises 以及伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的高超音速和进入系统研究中心 (CHESS) 合作。 CHESS将对极端材料进行材料科学测试，以便开发和测试Raven制造的3D打印飞行测试台。

“自 2017 年以来，SpaceWorks 一直处于再入飞行器开发的前沿，为政府和商业高超音速测试需求提供解决方案。凭借 Raven 先进的 3D 打印航空外壳技术，我们准备通过向行业提供经济实惠的高通量高超声速测试服务来降低成本并扩展能力。”Raven 国防和空间系统副总裁 Tyler Kunsa 说道。太空工厂。

利用这一势头，Raven 获得了扩大业务规模所需的资金。 2024 年 11 月，这家总部位于堪萨斯城的初创公司完成了由 Backswing Ventures 领投、其他几位投资者参与的超额认购 200 万美元种子前融资。这笔新资金将加速 MAD 产品线的开发，以解决关键的热防护和轻质结构供应链问题。

其他重要成就包括获得美国宇航局和美国国家科学基金会 (NSF) 的合同和资助。事实上，他们与 NSF 合作获得了 275,000 美元的第一阶段 SBIR 拨款，使 Raven 获得了高达 200 万美元的额外资金，从而可以利用 MAD 技术进一步研究和开发高温复合材料的 3D 打印。

使用 Raven MAD 3D 打印工艺制造的零件。图片由乌鸦空间系统公司提供。

展望未来，Raven 的目标是实现一个更加雄心勃勃的项目：计划于 2025 年执行演示任务。其中一个 3D 打印太空舱的设计能够承受重返大气层时的高温和压力，将在任务期间进行测试。飞往国际空间站（ISS）。

该太空舱将位于 SpaceX Dragon 太空舱的后备箱中，该太空舱在重返大气层时会燃烧。在此过程中，Raven 的太空舱将弹出、收集和传输数据，证明它是第一个在从太空重返大气层后幸存下来的 3D 打印物体。该公司甚至正在考虑直播该活动或举办派对来庆祝这一里程碑。