中国粉体网讯 近日，苏格兰国家制造研究院（NMIS）工程师团队公布了一项基于高压冷喷涂（HPCS）技术制造铜制火箭喷嘴的工艺研究成果。研究表明，该方法有望成为传统生产方式的更快、更具规模化优势的替代方案，可降低高性能航空航天部件的制造成本与交货周期，并具备向航天以外工业领域拓展的潜力。
火箭燃烧室与喷嘴的工作条件极为严苛，服役温度远超结构材料自身的熔点。铜因其优异的热传导性能，在热管理应用中具有突出优势。然而，铜的高反射率与特定的机械性能使其在传统增材制造中加工难度较大。现行标准制造流程通常涉及多个步骤，无论采用减材加工、粉末床熔融还是电镀工艺，生产周期往往长达数月。
为解决上述限制，NMIS工程师开发了一套以HPCS为核心的混合工艺，在不熔化条件下实现固态铜的沉积，从而避免了传统焊接与熔接工艺中常见的因高温引发的热变形和材料性能劣化。喷嘴结构通过逐层材料沉积构建，可直接将内部冷却通道集成于构件之中。这一特性对喷嘴性能至关重要，但通过其他生产工艺较难实现。
该技术的沉积速率可达每小时10公斤，能将生产周期从数月压缩至数天，同时相比传统机械加工显著减少材料浪费。NMIS高级研发工程师Ryan Devine指出，此项工作的核心价值在于展示先进制造技术如何从实验阶段过渡到实际应用，通过将工程专业技术与高压冷喷涂等创新工艺结合，推动制造商重新审视复杂部件的设计、生产和维护方式。
尽管HPCS方法最初面向航天推进系统开发，但其应用边界并不局限于此。能源、造船及航空航天等行业均可能从中获益，尤其是那些对铜结构耐久性与耐腐蚀性提出较高要求的场景。此外，该方法还可用于现有部件的维修与再制造，有助于减少材料消耗并延长设备使用寿命。
NMIS数字工厂高级技术专家Callum Hicks评价称，该项目标志着先进制造技术在复杂火箭发动机部件应用方面的重要进展。铜制火箭喷嘴的研发使团队得以探索生产高性能热管理结构的新途径，从而缩短研发周期并提升生产效率。
目前，该铜制喷嘴尚未完成完整的火箭发动机热试车测试。但现有成果已证明，HPCS技术具备生产具有复杂几何外形的大型铜制零件的能力。该项技术能否在工业领域获得更广泛应用，仍有待在实际运行条件下对其性能表现进行验证，同时也取决于制造商如何在速度与成本优势之间作出权衡，并满足各行业的相关资质要求。
冷喷涂增材制造（CSAM）此前已被视为熔融工艺的技术可行替代方案，但工业规模应用仍较为有限。NMIS的铜火箭喷嘴项目旨在弥合这一差距，证明HPCS能够支撑大型、几何复杂构件的完整生产流程，而非仅限于精密维修或小规模原型制造。火箭喷嘴内部冷却通道与铜材质的组合，构成了对各类制造方法的典型挑战，这也使项目成果具备了超越航天领域的参考价值。
参考来源：
南极熊3D打印官网、NMIS官网
（中国粉体网编辑整理/留白）
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