60天造個火箭給你玩玩，你想要不？

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3D列印新世界。

60天。

兩個月，你覺得什麼東西能60天造出來？

嗯，可以是一整套定製整體衣帽間，也可以是一座樓。但是生產一艘火箭，你覺得可能嗎？

這家總部位於洛杉磯的創業公司 Relativity Space 說，我能。

這家公司說，從火箭原材料生產到最終發射， 60 天可以完成。（當然，不包括設計環節。。）他們還想把火箭95%的零件都給3D列印了。

到底怎麼發生的？如果說，3D列印連火箭都能列印了，還能有啥不可能列印的嗎？他們怎麼做到的...

產品：先打個火箭引擎

「空間的未來需要更快，更便宜，更靈活的火箭生產和發射，而傳統方法根本無法實現。」

（Aeon 1引擎，圖片來自Relativity Space官網）

今年3月底，Relativity Space 公司在NASA密西西比州的斯坦尼斯航天中心進行了引擎的發射測試。這個被命名為「Aeon 1」 的引擎，就是3D列印出來的。

再來個近圖給你看看，看看有啥區別。

（圖片來自Relativity Space官網）

從表面上看，是不是很光滑？這是因為在3D列印過程中一次成型，表面減少了很多氣泡、雜質，所以看起來會有光滑的感覺。

從性能上看，這個引擎由甲烷和液態氧提供動力，產生超過 1.5 萬磅的推力，以毫秒為單位達到全推力。更關鍵的是，它少於100個零部件，要知道，正常的火箭引擎大概在1000多個零部件。就這一點，就大大節省了火箭的製造周期。

Relativity Space 的創始人Tim Ellis 說，生產過程通過定製的軟體，硬體和專有金屬合金相結合，將火箭零件數從10萬件減少到1000，這大大減少了火箭製造過程中數量級的人力和時間。

嗯，100000變成1000，裝配工程師都不知少多少啊……

為什麼可以減少這麼多零部件呢？

「一次成型」。得益於在計算機中先設計出模型，然後3D印表機會把材料層疊起來形成最終產品，不像過去火箭常規生產流程中，要有各種小型零件的打模，生產，然後組裝。

但減少零部件只是表面的優勢，更大的優勢還是提高火箭發射成功率。Fusion Fund 創始人和管理合伙人張璐告訴密探，3D 金屬列印的優點是，更高的集成度，緻密性更好。在很多航天器件上，傳統生產零件在組裝時可能會有摩擦，導致不契合的問題。哪怕一點稜角摩擦，都會出現緻密性問題，這樣會影響發射和回收。「當然，如果3D列印過程中有泡沫、雜質的話，晶體的緻密性同樣會受到影響。」

可能你會好奇，如果真要列印火箭，印表機在哪裡？

Relativity Space 公司專門設計了被稱為「世界上最大的金屬3D印表機」的 Stargate 3D 印表機。這機器長什麼樣子呢？一個普通人站在旁邊比較一下，就可以看出來這台印表機有多大了。

（圖片來自Relativity Space官網）

Relativity Space 公司還表示，基於列印材料的強度和晶粒結構，用於發動機艙部件的金屬會比沒有使用3D列印的類似合金強20％，並具有更高的延展性。

按照 Relativity Space 的期待，這個引擎最終將搭載在公司命名為 Terran 的廉價火箭上，而 Terran 火箭 95％以上的主要元件都可以由3D列印完成。Terran 能夠將 1250 公斤的重物送入近地軌道，並在2021年嘗試商業發射。

最近，Relativity Space 剛完成了B輪3500萬美元的融資，投資方包括Playground Global，矽谷著名風投Social Capital，還有世界知名孵化器 Y Combinator。

行業：多家創業公司嘗試3D列印

列印火箭確實很酷，但並不是只有 Relativity Space 一家在嘗試用3D列印火箭。

2014年初，我們都熟知的鋼鐵俠馬斯克的另一家公司 SpaceX ，發射的 Falcon 9 裡面就有用3D列印出來的發動機艙，這也是3D列印部件首次用於航天器的關鍵區域。

有意思的是，Relativity Space 公司CEO Tim Ellis 之前就在亞馬遜創始人貝佐斯另一家太空公司藍色起源（Blue Origin）工作。在藍色起源擔任工程師時，Tim 就是負責公司內部的金屬3D列印。創始人Tim 認為，航空航天領域最前沿的兩家公司 Blue Origin 和 SpaceX 都沒有把這項技術做更進一步推廣，於是，自己才出來創立了 Relativity Space。

「讓火星上有 3D 列印的火箭」，從 Relativity Space 成立的第一天起，就是公司的目標。

另一家紐西蘭商業化的航天公司 Rocket Lab，也在今年宣布用3D列印技術列印一款名為 Rutherford 的引擎，並計划到2018年底列印出100個引擎。

（ Rutherford 引擎）

位於矽谷的創業公司 Bagaveev Corporation 在2015年就嘗試 3D 列印發動機，它能夠為3噸的火箭提供動力。這種火箭是設計攜帶10-12公斤地軌和太陽同步的納米衛星的。

誰能在這個行業勝出？在張璐看來，Relativity Space嘗試的是攜帶1250公斤的貨物送入軌道，這與SpaceX 重達6.4萬公斤的 Falcon 重量相比，數字並不是一個量級的，所以並不能說Relativity Space 和 SpaceX 公司是競爭對手。火箭發射行業有不同的發射維度，每個維度所需的技術也有差異。

確實如此，按照 Relativity Space 的設想，Terran 1的價格會低於火箭市場的中間價格1000萬美元。縱觀當前商用火箭市場，既有造價從200萬到500萬美元的輕型火箭，其中參與者就有上面提到的Rocket Lab；以及由SpaceX、Blue Origin 等希望建造的從6200萬到4億美元的重型火箭。Terran 恰好就切在了一個中間檔位，主要針對的就是將商業電信衛星發射到低軌道上。

可以說，3D列印加速在火箭發動機和助推器方面的突破，無論是商業公司，還是國家層面。

去年12月，NASA 對迄今為止最大的3D印刷火箭的發動機部件—— Pogo蓄電池組進行了測試，這款蓄電池起到了相當於減震器的作用。僅這一項，NASA 就能夠節省35%的成本和80%的製造時間。因此，美國國家宇航局希望未來包含越來越多的3D列印元件，但每個測試都基於以前的測試，確保安全性。我國工信部也希望推動增材製造（3D列印）在航空航天、船舶、汽車、醫療、文化、教育等領域實現規模化應用。

3D列印未來：在航空和醫療大量應用

說起3D列印，你會想到什麼好玩的產品？

手機殼？玩具？還是啥？

其實耐克已經列印鞋子了……誰上腳穿過說說感覺？

（Nike用3D列印的鞋子）

確實，不少人還停留在3D列印各種好玩產品初樣的階段。但從2015年3D列印風風火火的時候，到現在看似不溫不火，其實是3D列印產業經歷的摸索、成長期。

張璐告訴密探，3D 列印火起來的時候，更多是2C的列印，一些消費級的印表機確實適合一些創客（makers）進行產品初樣的製造。但是，這對3D列印整個行業來說，需求並不足夠。消費級的列印，可使用的材料有限，導致產品緻密性有限，最後成品偏差可能也會比較高，這對一些高端產品來說，無法達到工業標準要求。

但總體來說，工業界對3D列印的需求是在快速上升的。張璐認為，軍工航天航空和醫療，會是未來3D列印需求很大的兩個行業。

全球在線3D列印服務平台 Sculpteo 就在2017年《3D列印狀況》報告中指出，從創業公司到全球大型工業企業，當前主要利用3D列印的行業包括消費級產品（17%）、工業製品（17%）、高科技（13%），還有醫療健康（7%）。

比如，醫療器械一般都擁有很多小件的元件，很多是需要高度精確性的零件，但醫療行業是更為特殊材料的列印，並不像航天航空領域是金屬材料的3D列印了。

因此，這也對整個3D列印提出了要求：在硬體層面的，需要印表機越來越精細，比如列印頭的精細度要越來越高，否則就像消費級的產品一樣，無法達到工業對最終成品的要求。同時，張璐認為，這也對3D列印材料的多樣性提出了要求。

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