【3D列印】大尺寸金屬3D列印火箭引擎

傳統噴注器並非單一零件，而是由數百個甚至數千個獨立精密零件，透過複雜製程加工、密封與組裝而成的系統。

LEAP 71與Nikon SLM Solutions此次展示的製造方式，是將整個系統直接「生長」為一體式部件。這是一體化金屬3D列印的典型案例，也再次展現積層製造在複雜結構整合上的價值。

零件直徑達600毫米，採用航空級鎳合金IN718製作，是大型且結構複雜的金屬3D列印太空零件之一。

該零件使用Nikon SLM Solutions的NXG 600E工業級金屬積層製造系統列印，標誌雙方歷時兩年多的合作取得重要進展。

全流量分級燃燒被視為高效火箭推進的重要技術，可更充分地將推進劑的化學能轉換為推力。

然而，這種先進引擎循環也帶來更嚴苛的工程挑戰，例如需要處理流經複雜噴射機構的高溫預燃甲烷與氧氣。

XRB-2E6引擎的推力約為200噸，與現代重型運載火箭使用的高推力引擎處於相近等級。LEAP 71計畫於2027年第四季進行XRB-2E6實際測試。

為了提早驗證引擎的可靠製造流程，LEAP 71積極尋求製造合作夥伴，並利用大尺寸金屬3D列印設備實現複雜零件的一體成形。

該噴注器噴頭完全由LEAP 71的Noyron大型計算工程模型生成，專為承受全流量分級燃燒引擎循環中的高熱負荷與高壓環境而設計。

Nikon SLM Solutions與LEAP 71合作，將關鍵製造參數整合至Noyron系統，使計算模型在生成零件時，同時考慮NXG 600E設備的實際製造條件。

透過IN718 PROD參數集及製程最佳化，團隊在不到四天的時間內完成大型複雜零件列印。快速製造能力有助於降低生產成本，也能加快驗證與設計迭代。

金屬積層製造是LEAP 71計算工程概念的重要基礎，因為它讓Noyron能夠設計複雜且高效率的結構，同時減少傳統加工、模具與組裝帶來的限制。

LEAP 71將組件作為單一整體列印，避免組裝數百個需要精密加工與密封的標準零件。這有助於減少潛在失效介面、提升系統可靠性，並將生產週期由數週縮短至數天。

Noyron可在數小時內依據抽象規格產生完整引擎設計，不需要工程師逐一建立每項幾何特徵。

最終生成的是功能高度整合的一體式零件，無需複雜組裝，只需少量後處理即可送往測試台。這種流程支援快速且頻繁的實體測試，並可利用測試結果持續改進後續設計。