美国国家航空航天局（NASA）首次成功测试了由铝制成的3D打印火箭发动机喷嘴，这是一个旨在降低发动机制造成本和发动机重量的项目的一部分。火箭发动机喷嘴需要承受巨大的热量和压力，因此必须使用复杂的程序和成千上万的部件来制造。通过新型发动机，航天局旨在降低深空探索的相关成本，减轻火箭重量，使其能够携带更多有效载荷。

2023 年 5 月，NASA 的 RAMFIRE 3D 打印火箭发动机喷嘴在温度高达 6000 华氏度（约3300摄氏度）的环境中进行测试。图片：NASA 美国国家航空航天局

为了制造3D打印火箭发动机喷管，NASA必须开发一种铝制变体，这种变体既要适合增材制造，又要能够承受火箭发动机的紧张工作条件。发动机喷嘴是火箭最重要的部件之一，与燃烧室一样，它必须能够承受发动机燃烧和燃烧副产品产生的极端热量。

这个发动机喷嘴由铝 A6061-RAM2 制成，是 NASA 的"第四次工业革命反应式增材制造"（RAMFIRE）项目的一部分。该项目专门致力于开发三维打印火箭发动机喷嘴，其重点是引入设计变更，以实现火箭的简易性和冷却。

火箭发动机喷嘴是位于底部的钟形部件，通常由流经喷嘴的超冷推进剂冷却。这是通过在喷嘴内壁加工通道，然后将其流回发动机的燃烧室以产生推力来实现的。这些通道需要数百甚至数千个单独的组件，这自然会使制造过程复杂化，并增加成本和重量。

美国国家航空航天局（NASA）还用与火箭发动机喷嘴相同的材料制造了一个 3D 打印的测试槽。通过使用 3D 打印技术制造发动机喷管，NASA 及其 RAMFIRE 项目的工程和制造合作伙伴 RPM Innovation 将能够用单件制造火箭发动机喷管。这大大降低了成本，简化了工程流程，同时也使喷嘴变得更轻。所有这些都是巨大的好处，特别是因为重量是火箭的最大限制之一。工程师们必须仔细平衡火箭的重量、推进剂和有效载荷，以确保火箭在发射时能够真正升空。

美国国家航空航天局（NASA）认为，3D 打印技术在制造火箭发动机部件方面的进步将使其能够携带更多的有效载荷，尤其是在星际飞行任务中。对于 RAMFIRE 3D 打印火箭发动机喷嘴，NASA 已成功进行了 22 次测试，累计测试时间达 579 秒，即大约 10 分钟，测试温度高达 6000 华氏度。

此外，NASA 和 RPM Innovation 还制造了一个气刺喷嘴和一个低温液体罐。这些部件的铝材是与 Elementum 3D 公司合作制造的。用于火箭制造的增材制造是一个相对较新的领域，总部位于加利福尼亚州长滩的火箭公司Relativity Space已经开始使用3D打印技术制造油箱、发动机和其他部件。