3D打印助力未來的發射系統必須是可重復使用的。而我們已經可以清晰的看到，3D打印低成本可重復利用的下一代火箭發動機已經引爆新一輪NASA與ESA競賽。

西門子端到端的解決方案。來源：西門子

讓3D打印變得不那么挑戰

      最近，ESA-歐洲航天局邀請西門子，以及航空航天結構專家Sonaca參與Design4AM項目，致力于通過綜合性的增材制造軟件來加速實現高度優化的航空航天結構件的設計與生產。在Design4AM項目的框架內，將加強通過西門子數字創新平臺，實現航空航天工業增材制造的產業化。基于西門子的NX?軟件和Simcenter?軟件，西門子和Sonaca將攜手合作，通過Sonaca的航空航天結構設計和制造專業知識，增強西門子的端到端增材制造解決方案。

        Design4AM項目可以產生經過驗證的應用程序，用于設計和生產針對性能和成本進行優化的輕量化空間部件，這些應用程序將利用西門子針對工業增材制造的端到端軟件解決方案，該解決方案結合了創成式設計，自動拓撲優化，仿真分析，流程模擬，構建準備和生產執行等全套的軟件工具。

Design4AM項目為期兩年，建立在西門子與Sonaca的強力合作基礎上，得到了ESA和比利時聯邦科學政策辦公室（Belspo）的資金支持。通過3D打印-增材制造技術可用于實現發射器，推進器，衛星和各種航天器部件的復雜結構。Design4AM項目將能夠幫助ESA-歐洲航天局利用增材制造技術實現能夠承受太空衛星發射期間需要承受極端力學性能要求的高性能結構。

數字化與3D打印釋放第四次工業革命潛力。來源：西門子

Review

    一邊是ESA緊鑼密鼓的布局，一邊是NASA于2019年7月初投資了700萬美金委托卡耐基梅隆大學研究下一代飛機的制造技術，合作伙伴包括阿貢國家實驗室，ANSYS，洛馬，通快，GE, 普惠，諾思羅普·格魯曼, 西門子等。該項目致力于通過3D打印來降低成本，大幅提升美國在航空航天業的制造能力。

     雖然ESA在3D打印的應用程度上頗有些被NASA倒逼的態勢。然而ESA長袖善舞，調動資源，做全方位布局的能力不容小覷。不僅僅與西門子合作端到端的解決方案，材料方面，歐洲空間局（ESA）正在聯合ICT先進制造實驗室開發有前途的材料。研究人員研究外來材料的微觀結構或材料的焊接方式，并探索各種制造工藝的結合。

      此外，2015年，歐洲航天局就和伯明翰大學合作研發了一整套增材技術解決方案。其中一項技術包括設計一個激光沉積設備的噴嘴及整合增材制造流程中的多個送絲系統。該技術提高了金屬絲打印的能力，與金屬粉末打印系統相比更具優勢。使用金屬絲作為打印材料，金屬打印設備將具備制造多種不同合金樣件的能力，增加了打印過程中材料的利用率， 還可以避免粉末溢出造成的污染、設備維護、安全等問題。除了對軟件、材料及打印工藝的重視與布局，ESA還很重視硬件設施的建設。2016年，ESA在英國基地牛津郡的哈威爾建立了一個新的先進制造實驗室，在那里研究3D打印等先進制造技術用于空間探索的可能性。

     ESA哈威爾的實驗室配備先進的金屬3D打印機、強大的顯微鏡套件、X射線CT機，以及一系列的熱處理加熱爐。這里研究人員很方便的進行先進的力學試驗，包括拉伸、顯微硬度測試。研究人員可以使用實驗室和哈威爾校園的設施，如半導體潔凈室、低溫實驗室、英國中央激光設施，ISIS中子源，和鉆石光源等資源。

     2017年，ESA與英國制造技術中心（MTC）合作，建立了一個“一站式”空間相關應用增材制造中心—ESA增材制造中心（AMBC），該新中心由MTC管理，使得ESA和其他空間探索公司能夠探索某些項目的3D打印潛力。

      ESA是NASA最大的競爭對手。而通過與企業、大學、科研機構的聯合，ESA擁有了一系列的從共性基礎研究到產品開發，再到前沿技術探索方面的優勢。也使得ESA基于歐洲強大的科研力量，迅速積累自己的3D打印know how，并獲取下一代航天器的制造實力。