3D打印火箭發動機的下一個十年拼什么？量產！

十年前，如果有人說要用3D打印制造整枚火箭發動機，很多人將會質疑。

懷疑的理由也很現實，3D打印的零件強度夠嗎？可靠性有數據支撐嗎？發射時的振動和最大載荷能承受嗎？誰來為整枚火箭負責？

十年后，3D打印在航天領域的敘事，早已從對強度存疑，發展到能做大、能可靠量產的階段。

近日，3D打印技術參考注意到一組讓行業內外都很驚訝的數據，航天企業Rocket Lab的3D打印火箭發動機發射量已經超過了800臺，2026年底更要突破1000臺。

這一數字，結合我國商業航天快速發展的大背景，意味著3D打印或將在航天領域迎來一個量產化的新時代。

Rocket Lab 3D打印制造的發動機（左為盧瑟福發動機）

從1到1000

3D打印發動機的量產之路

盧瑟福發動機是Rocket Lab的起家產品。相信很多人都對Rocket Lab創始人雙手將其抱起的畫面印象深刻，這臺發動機小的有些“不起眼”。

但正是這臺“小”發動機創造了行業歷史。它是全球首款采用電動泵壓式循環和3D打印所有主要部件的火箭發動機。其燃燒室、噴射器、泵和主推進劑閥，均采用增材制造工藝生產。

3D打印技術參考查詢到，這家公司已超過800臺的發射量，始于2018年的首次軌道發射。

這是一個非常夸張的數字，意味著接下來平均每年超過100臺。這個產量在火箭發動機領域是極為罕見的。

更值得關注的是，它的產量在加速。筆者注意到其去年公布的數據是每年生產量超過200臺，這意味著后期無論在產量還是效率方面都得到了顯著提升，之前的發射量是不足每年100臺的。

其創始人彼得·貝克表示，Rocket Lab投資3D打印技術的核心戰略在于注重它的量產能力，而非單純的技術可實現性。

在發動機研發計劃中，企業通常急于推出可行的產品，隨后不得不耗費大量時間進行重新設計與迭代測試，才能達到預期性能，大規模可靠量產更是無從談起。

而Rocket Lab的目標是從設計之初就為量產鋪路。當年的金屬3D打印機最大成型尺寸也就400mm左右，它的發動機設計也只能限制在這個可打印尺寸之內。

結果就是，單臺盧瑟福發動機的推力只有大約2噸，直徑250mm，結構簡單，每枚火箭一級要安裝9臺才能執行任務，這與我們日常看到的很多75噸和120噸的發動機完全不在一個量級。其瞄準的是小型衛星發射市場，優勢在于靈活和快速響應，就像是小型專車。

當發動機“足夠簡單”時，3D打印快速制造的優勢就被充分發揮出來。Rocket Lab利用3D打印技術建立了一條高效、穩定的生產線，能持續大量地生產出質量一致的發動機零部件或整個發動機。

這種以“小推力+多臺并聯+3D打印量產”的模式，讓Rocket Lab在8年左右的時間內執行了83次發射任務（截止到2026年3月5日），2026年的3D打印火箭發動機發射數量將超過1000臺。

Rocket Lab表示2025年發射任務100%成功

量產模式

復制到可重復使用大推力發動機

作為航天領域第一批使用3D打印技術取得成功的航天公司，Rocket Lab的新目標瞄準的是可重復使用的中子號中型運載火箭，并為其開發了新型的阿基米德發動機。

阿基米德發動機采用了3D打印的渦輪泵殼體、推力室、預燃室組件、閥體和發動機結構部件，質量超過90%。

中子號火箭第一級搭載9臺發動機，每臺發動機的最低重復使用目標為20次發射。在全功率運行時，每臺發動機可產生74噸的推力。火箭二級采用與一級相同的核心組件設計，同樣具備可重復使用能力。

3D打印技術參考了解到，這款發動機已在去年成功進行全任務過程試車，涵蓋瞬態啟動、穩態運行和關機性能驗證。

Rocket Lab已經將盧瑟福發動機的量產經驗復制到這一新項目上。

貝克表示，“我們所有的生產基礎設施都與發動機的研發同步搭建。我們組建了一支經驗豐富的團隊、搭建了生產線，并完善了測試設施，為阿基米德發動機的長期量產提供全方位保障。”

為滿足日益增長的生產需求，Rocket Lab與尼康SLM Solutions公司簽署了諒解備忘錄，將引入超大型金屬增材制造平臺。這意味著它將可以制造更大尺寸的發動機部件，實現更多的部件集成及優化，也將進一步提升產能。

該協議既體現了Rocket Lab在增材制造領域的投入規模，也反映了大型激光粉末床熔融技術在航空航天制造流程中日益重要的作用。

3D打印制造800臺甚至1000臺火箭發動機，這是該技術在航天領域的一個里程碑。如果十年前看到彼得·貝克那句“投資3D打印看中的是它的量產能力而非技術的可實現性”，多少都會覺得是技術幻想；但Rocket Lab確實用十年時間走通了這條路。

下一個十年正在發生的一個事實是，越來越多的金屬3D打印設備商已經在承接民營航天火箭發動機的制造任務，而不再局限于頭部的一兩家企業。這體現出需求量的快速增長，高效量產的能力越來越重要。

注：本文由3D打印技術參考創作，未經聯系授權，謝絕轉載。

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