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斯坦尼斯航天中心安装前的 J-2X 发动机。（NASA/SSC）
最新的尖端制造技术已经对未来的太空探索产生了重大影响。J
-2X 发动机的主承包商、加利福尼亚州卡诺加帕克的普惠洛克达因公司 (Pratt & Whitney Rocketdyne) 最近使用了一种名为选择性激光熔化 (SLM) 的先进 3D 打印工艺来为发动机制造排气口盖。SLM 使用激光将金属粉末熔化成特定的图案来制造盖子，这实际上是发动机涡轮泵的维护舱口。
3 月 7 日，该部件在 NASA 位于密西西比州的斯坦尼斯航天中心进行的测试中，经受了火箭发动机点火的严酷条件，并将成为该系列测试的一部分。J-2X 正在接受严格测试，以支持该机构的太空发射系统计划 (SLS)，该计划由 NASA 位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心管理。
“使用新技术制造的这个部件的成功测试有助于证明选择性激光熔化的概念，”SLS 项目经理 Todd May 说道。“在我们追求美国下一代重型火箭的过程中，我们的工程师正在积极寻找像 SLM 这样的方法，以使火箭更便宜。例如，新部件的成本是使用传统方法制造相同部件成本的 35%。这是显著的节省，我们希望将这种节省推广到项目的其余部分。”
在发动机点火过程中，端口盖暴露在高温和排气条件下。发动机成功运行后，测试人员打开此盖以检查涡轮泵的扭矩并目视检查盖子本身。初步结论是它的表现完全符合预期。
“这是 SLM 部件首次在全尺寸发动机测试中进行热火测试，”SLS 液体发动机办公室经理 Mike Kynard 说道。“虽然端口盖是复杂液体发动机中相对简单的部件，但它使我们能够制定设计标准、检查技术、材料特性等规格，从而使我们最终实现在载人液体火箭发动机上使用 SLM 制造部件的目标：即 2017 年 SLS 首次飞行的 RS-25。”
马歇尔中心最近还证明了这项技术如何节省 SLS 的预算，因为它将某些发动机部件的制造时间缩短了几个月。RS-25 发动机的弹簧式 Z 形挡板就是其中之一。四台 RS-25 发动机将帮助将 SLS 的核心级送入轨道，挡板有助于减少发动机在飞行过程中可能出现的剧烈振动。
右侧为传统制造和焊接与选择性激光熔化技术的比较。（NASA/MSFC）
“传统上，该挡板的成型、加工和焊接需要九到十个月的时间，”液体发动机 SLS 子系统经理 Andy Hardin 说道。“在使用计算机辅助设计创建部件后，我们在九天内用 SLM 制造了该挡板，显然节省了大量时间和成本。由于没有传统的焊接，该部件的结构也更加坚固。”
选择性激光熔化是 SLS 高级开发办公室正在研究的几种尖端技术和概念之一，该办公室正在研究如何安全、经济且可持续地将 SLS 升级为世界上最强大的运载火箭。有关 SLM 技术的更多信息，请访问此处。
Kynard 表示：“J-2X 测试的成功为我们设计和制造更复杂的 SLM 部件铺平了道路，这些部件将安装在 J-2X 和 RS-25 发动机上，最终可显著节省成本和进度。”
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