英国火箭和空间技术公司 Skyrora 作为主承包商参与了欧洲航天局 （ESA） 的通用支持技术计划 （GSTP）。该项目将专注于增材制造钽，一种新型高温金属。该项目是与英国定制金属粉末生产公司 Metalysis 和集成计算材料工程 （ICME） 和计算合金设计领域的服务提供商 Thermo-Calc Solutions 合作开发的，旨在验证钽的生产和性能，用于火箭发动机部件和其他极端环境应用。
现有的航空航天合金通常会限制性能或面临供应链风险。钽是一种新型合金，旨在克服这些挑战并超越 C103 或 IN718 等传统航空航天材料。它具有更高的燃烧时间和温度能力，估计发动机部件重量减轻高达 30%，通过 3D 打印减少高达 95% 的材料浪费，并有可能降低 40% 的总部件成本。该项目是第一个直接能量沉积 （DED） 应用，针对火箭发动机部件，特别是喷嘴和燃烧室。钽的生产将减少对美国合金进口的依赖，有助于英国和欧洲工业部门的关键材料本地化。
这个由欧空局资助的为期九个月的项目将于 2025 年第四季度开始，将包括 3D 打印试验、材料验证、机械测试和商业案例分析。它标志着推进推进制造的战略举措，并将支持垂直整合。Skyrora 将使用其专有的 Skyprint 1 和 2 定向能量沉积 （DED） 平台进行 3D 打印，其中 Skyprint 2 是欧洲同类产品中最大的混合 3D 打印机。Metalysis 将通过其获得专利的 FFC 剑桥固态电化学技术供应合金粉末，该技术可实现低碳和可扩展的合金合成，Thermo-Calc Solutions 将提供合金设计和模拟，使用先进的建模来优化 Tanbium 的化学和性能。
“该项目加强了 Skyrora 对主权发射能力和材料创新的承诺。英国和欧洲目前严重依赖美国的 C103 合金，该合金用于航空航天推进。Tanbium 将实现 Metalysis 生产的粉末以及 Skyrora 打印和测试的组件的完全国内采购，这些组件将由 Thermo-Calc 进行模拟，以在物理测试之前优化材料行为。作为一家欧洲运载火箭制造商，Tanbium 不仅将符合我们对可持续、高性能太空硬件的长期愿景，而且还将为欧空局的净零太空雄心做出贡献，“Skyrora 业务发展和传播总监 Derek Harris 说。
“Metalysis 很高兴能够参与这个由欧空局资助的项目——利用我们的合金和高熵合金经验生产新合金'钽'，预计将显着延长太空部件的使用寿命。Skyrora 作为先进材料合作伙伴来到我们这里，因为只有我们的固态工艺才能生产出如此广泛的新型合金。我们期待着成功完成该项目的第一阶段，并进入第二阶段和第三阶段，从而在太空推进市场产生真正的影响，“Metalysis 首席执行官 Nitesh Shah 说。
“钽代表了用于太空推进的高温合金技术的重大进步。钽通过 ICME 主导的设计方法开发，提供了以前遥不可及的性能和可制造性提升——延长燃烧寿命、提高工作温度以及显着降低重量和成本。它在火箭发动机部件中的验证标志着一个重要的里程碑，展示了 ICME 的成熟度以及确保欧洲高性能材料供应链的潜力。我们很自豪地看到这一突破由这样一个经验丰富、具有前瞻性思维的合作伙伴与专业的粉末生产商一起进行测试——这是一个展示钽在火箭推进系统中取得成就的理想团队，“Thermo-Calc Solutions 董事总经理 Ida Berglund 说。
“用于火箭发动机应用的超高温材料是欧空局工作计划中的关键项目。该项目以出色的方式应对了这一挑战：它将定制合金设计与独特的生产方法相结合。这些技术与直接能量沉积增材制造完美结合。使用这种钽合金，该联盟正在解决欧洲超高温应用的关键挑战。他们正在为太空应用开辟一个潜在的丰富接缝，并为欧洲提供有弹性的供应链，“欧空局技术官西蒙·海德说。
