英國發(fā)射服務商Skyrora近日宣布，已完成一款推力為3.5千牛的近地軌道發(fā)動機熱試車。該發(fā)動機核心承力部件采用鈦合金涂層設計，通過定向能量沉積（DED）3D打印工藝成型，整體組件質量較傳統(tǒng)鎳基合金方案降低約44%。此次測試標志著歐洲“MADE-3D”多材料增材制造項目進入工程化驗證階段，為商業(yè)航天推進系統(tǒng)的輕量化迭代提供了實測數據支撐。

本次熱試車在蘇格蘭米德洛錫安區(qū)的Skyrora專用試驗場進行，是Horizon Europe框架下MADE-3D聯(lián)合研發(fā)計劃的收官環(huán)節(jié)。該項目由歐盟專項資助，整合了多家科研機構與工業(yè)伙伴，旨在將多材料增材制造技術從實驗室推向太空應用。Skyrora負責推進系統(tǒng)設計與發(fā)動機測試，其內部研發(fā)的Skyprint 2混合型DED打印機承擔了鈦層沉積任務。經過六次連續(xù)點火測試，X射線無損檢測顯示改性部件未出現(xiàn)裂紋或變形，結構完整性完全符合預期工況要求，驗證了該制造工藝在極端熱負荷環(huán)境下的可靠性。

材料替代與熱力學性能驗證

火箭發(fā)動機燃燒室及噴管在點火瞬間承受極高熱負荷與機械應力，傳統(tǒng)制造多依賴鎳基高溫合金。Skyrora通過將局部區(qū)域替換為鈦合金，利用DED工藝實現(xiàn)梯度材料過渡，既保留了鈦合金比強度高、密度低的特性，又通過表面涂層優(yōu)化了耐熱邊界。減重44%的數據直接轉化為運載火箭的載荷裕量提升，對小型衛(wèi)星星座組網發(fā)射具有明確的工程價值。定向能量沉積工藝通過聚焦高能熱源逐層熔化金屬粉末，能夠實現(xiàn)復雜流道與冷卻結構的近凈成形，減少后續(xù)機加工余量。多材料一體成型的工藝路線打破了傳統(tǒng)機加工中不同材質需分段焊接或螺栓連接的局限，降低了裝配復雜度與潛在失效點。該技術路徑不僅適用于當前型號，也為后續(xù)更大推力的液體火箭發(fā)動機預留了結構優(yōu)化空間。

產業(yè)鏈位置與外貿采購關注點

從航天供應鏈視角看，該部件處于中游推進系統(tǒng)制造環(huán)節(jié)，上游涉及金屬粉末制備、混合激光設備供應，下游直接對接商業(yè)發(fā)射服務與衛(wèi)星運營商。中國企業(yè)在增材制造裝備與特種合金材料領域具備完整產能，但在航空航天級零部件認證體系上仍需跨越門檻。歐美市場目前對3D打印航天件實行嚴格的批次追溯與無損檢測標準，熱試車數據與X光探傷報告已成為供應商準入的核心文件。國內設備商若計劃拓展海外航天客戶，需提前布局ISO 9001與AS9100質量體系，并儲備針對鈦合金、銅合金等難加工材料的工藝數據庫。在選型方面，采購方需重點關注設備的光束功率穩(wěn)定性、送粉器精度以及后處理熱處理爐的匹配度，這些因素直接決定打印件的晶粒取向與殘余應力分布。同時，多材料打印設備的維護成本與粉末回收率也是渠道商向終端工廠推介時需重點核算的指標。

Skyrora同期正在開發(fā)三級軌道運載器Skyrora XL與亞軌道飛行器Skylark L。2025年，該公司成為首家獲得英國民航局（CAA）發(fā)射運營許可的本土制造商，獲準在蘇格蘭SaxaVord航天港執(zhí)行亞軌道發(fā)射任務。監(jiān)管審批的落地反映出英國正加速構建商業(yè)航天基礎設施，配套的地面測控、燃料加注與回收鏈條逐步完善，為后續(xù)高頻次發(fā)射提供制度保障。地方園區(qū)與高校的技術轉化機制在此類項目中發(fā)揮了關鍵作用，形成了“基礎研究-工藝開發(fā)-整機集成”的閉環(huán)生態(tài)。

全球航天推進領域的輕量化趨勢已呈現(xiàn)多點突破態(tài)勢。美國國家航空航天局（NASA）LLAMA項目曾對增材制造的銅合金燃燒室與鐵鎳超合金噴管進行23次熱試車；美國Launcher公司則在E-2發(fā)動機項目中引入Velo3D Sapphire設備加工鈦合金壓力容器。這些案例共同指向一個產業(yè)規(guī)律：金屬增材制造正從單項技術演示轉向可重復考核的飛行硬件，重量削減與制造成本下降構成雙輪驅動。對于中國外貿企業(yè)而言，關注歐美航天機構對打印件疲勞壽命、熱震循環(huán)的測試規(guī)范，有助于調整出口產品結構，規(guī)避單一價格競爭。未來兩到三年內，具備多材料打印能力且能提供完整熱試車數據包的設備集成商，將在商業(yè)航天供應鏈中占據更主動的議價位置。下游發(fā)射頻次增加也將帶動備用發(fā)動機模塊的采購需求，建議相關廠商提前鎖定高純度鈦粉供應渠道，以應對可能的交付周期波動。