航天發(fā)射過程中阅牛，將每公斤物品送入衛(wèi)星軌道的費用約為20,000美元总珠，節(jié)省每一克都有助于提高空間探索的效率蚤假。Materialise與全球數(shù)字服務廠商Atos的工程部門共同合作趴腋，重新開發(fā)了一個廣泛應用于衛(wèi)星的鈦合金鑲件吊说。在設計或制造航天器部件時，最大的挑戰(zhàn)就是在不犧牲部件強度或性能的前提下優(yōu)化重量优炬。鈦合金鑲件廣泛用于航空航天領域颁井，在衛(wèi)星等結構中用于傳遞高機械載荷。憑借精巧的優(yōu)化設計并通過金屬3D打印蠢护，新型鈦合金鑲件重量僅為原來的三分之一雅宾，性能也得到了改進。

鑲件置入夾層板結構鈦合金鑲件通常用來將其他設備與衛(wèi)星連接起來恃姨，這樣的鑲件承受很高的負載擅锁，需要提升起又大又重的結構。這意味著它們必須具備很高的強度重量比宴今，具有很高的強度和剛性母谋，同時重量又必須非常輕。這些鑲件被置入在航空航天結構中很常見的復合結構夾層板里换攘，通過與夾層板的結合將載荷轉移堰哗。

傳統(tǒng)鑲件通常采用鋁合金或鈦合金通過機加工制造，其磚塊形狀的內部完全是實體椎颓，質量很高恐梅。除了材料的高成本之外，重型部件還會增加每次發(fā)射時航天器的運營成本最阿，金屬3D打印為航天結構件減重提供了契機掀塞。

利用3D打印優(yōu)化設計

工程師面臨著改變傳統(tǒng)思維的挑戰(zhàn)。這個設計旨在滿足從概念階段到制造階段的所有要求貌砖。Atos依靠在航空航天工程和結構仿真方面的專業(yè)知識喂很，從內到外設計了這個新型部件，提高了其整體性能雾袱。

通過3D打印恤筛，物體的內部空間可以采用中空或輕量化結構設計官还。Materialise和Atos的工程師從減少部件內部的材料使用量入手，研發(fā)團隊采用拓撲優(yōu)化和晶格結構設計等先進技術毒坛，將鑲件質量從1454克減少到500克望伦。

除了減輕重量外，團隊還解決了原始設計中的熱彈性應力問題煎殷。由于這些鑲件在碳纖維增強聚合物夾板固化過程中已經(jīng)被安裝屯伞，因此會受到熱彈性應力。優(yōu)化設計降低了這些應力帶來的影響并改善了載荷分布豪直，延長了鑲件的使用壽命劣摇。

不萊梅Materialise金屬3D打印工廠負責制作了新設計的兩個鈦合金(TiAl6V4)鑲件。金屬3D打印已經(jīng)證明其在航空領域的巨大潛力弓乙，之前沒有任何手段可以達到如此之快的交付時間末融。

Atos西班牙機械工程總監(jiān)這樣評價:"減輕重量將有助于提高衛(wèi)星設備的有效載荷，并大量節(jié)省每次的發(fā)射成本暇韧。正是由于在如此短的時間內粮郁，在金屬增材制造領域創(chuàng)造出這種高度復雜的產(chǎn)品，使得Atos和Materialise成為金屬3D打印解決方案供應商中的佼佼者作两。"

從過往的案例我們可以看出学咸，materialise幾乎滲透進入各種應用領域，不斷挑戰(zhàn)傳統(tǒng)加工手段的地位袒覆，不斷開拓3D打印在傳統(tǒng)制造業(yè)中的深刻應用骤顿，推進變革，推動3D打印的發(fā)展鱼虽。到目前看來海黍，materialise只有一個。

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