3D Systems 是一家行业领先的 3D 打印公司，正在与宾夕法尼亚州立大学和亚利桑那州立大学的研究人员合作，开展两个由 NASA 赞助的项目，旨在重新定义太空中的热管理。这些项目解决了可能危及敏感航天器部件的极端温度波动，这是任务失败的主要原因。
利用其直接金属打印 （DMP） 技术、定制材料和 Oqton 的 3DXpert 软件，3D Systems 正在帮助为卫星和探索性航天器设计下一代热处理系统。
一个项目由宾夕法尼亚州立大学、亚利桑那州立大学和 NASA 格伦研究中心牵头，并与 3D Systems 的应用创新小组合作，专注于钛基热管散热器。这些组件采用嵌入式高温被动热管增材制造，重量减轻 50%，运行温度比当前解决方案高，从而改善了高功率系统中的热辐射。
第二项计划由宾夕法尼亚州立大学和美国宇航局格伦领导，通过生产镍钛（镍钛合金）形状记忆合金 （SMA） 的首批功能部件之一，进一步推动了这一发展。这些散热器在加热时被动展开，无需在太空中使用电机或执行器。SMA 散热器的部署与存放面积之比比比传统解决方案高 6× 倍，这对于立方体卫星和小规模任务来说是一个飞跃。
传统上，热管需要复杂的制造才能形成内部灯芯结构。在这里，研究团队使用 3DXpert 软件将多孔网络直接嵌入管壁中，并使用 DMP 将其整体打印在钛和镍钛合金中。钛水热管在 230°C 下可靠运行，重量仅为 3 kg/m2，是标准型号重量的一半，符合 NASA 的性能和发射成本基准。
SMA 散热器提供同样变革性的收益：重量减轻 70%（<6 kg/m2 对 19 kg/m2），部署与存放面积之比为 12×。它们的形状记忆行为使它们能够利用内部流体热量激活，从而实现无驱动部署。
“我们与 3D Systems 的长期研发合作伙伴关系促成了将 3D 打印用于航空航天应用的开创性研究，”宾夕法尼亚州立大学副教授 Alex Rattner 说。
3D Systems 已经交付了 2,000 多个结构组件和 200 个目前正在飞行的无源射频部件，硬件已集成到超过 15 颗有源卫星中。
