总部位于迪拜的LEAP 71公司与上海汉邦联航激光科技有限公司（Hanbang United 3D Tech，简称HBD）近日合作，成功制造出一台推力达200千牛（约20吨）的3D打印气动塞式火箭发动机。双方称，这款名为XRA-2E5的发动机是迄今为止制造出的最大尺寸3D打印气动塞式发动机。

该发动机高1米，设计使用低温甲烷和液氧作为推进剂。LEAP 71利用其自主研发的Noyron计算工程模型生成了发动机的几何结构，而汉邦科技则采用广泛用于火箭推进领域的镍基高温合金Inconel 718，将其作为一体式结构整体打印成型。

计算设计驱动，攻克传统制造难题

这并非LEAP 71首次与大幅面金属3D打印公司进行引人注目的合作。去年的项目已涉及与SLM Solutions合作制造流动发动机喷注头，以及与Farsoon合作制造高超音速预冷器。

LEAP 71的Noyron系统并非依赖传统的人工绘图，而是基于物理模型、工程约束和制造要求生成功能性设计。XRA-2E5是在过去15个月内使用同一系统设计并成功进行热试车的两款早期气动塞式发动机基础上的进阶之作。

LEAP 71首席执行官兼Noyron首席架构师Josefine Lissner表示：“气动塞式发动机通常被视为航天推进领域的‘圣杯’。与传统发动机相比，它们有望带来重大的性能优势，但其复杂的几何形状历来使其极难设计、制造和操作。我们相信，通过将计算工程与先进增材制造相结合，我们最终能让它们飞上天。”

气动塞式发动机采用环形燃烧室和中心锥体设计，取代了传统火箭发动机的钟形喷管。这种构型旨在从海平面到真空的更广泛大气条件下保持效率，使其对于需要在多种飞行状态下运行的可重复使用发射系统极具吸引力。这台200千牛的发动机的尺寸适用于大型可重复使用运载火箭的上面级。

制造规模与技术突破

汉邦科技在其HBD 800设备上完成了本次制造，连续打印时长289小时。该系统配备10个激光器，宣称的成型尺寸为830×830×1250毫米。气动塞式几何结构包含浅悬垂和内部通道，这在粉末床熔融工艺中，尤其是在此规模下，通常会增加制造难度。

为管理热负荷，该发动机采用了再生冷却技术。LEAP 71表示，低温甲烷用于冷却外部燃烧室，而液氧则通过中心锥体循环。

汉邦科技市场总监Kevin Chen指出：“就在一年前，制造这种规模的发动机还是不可能的。气动塞式发动机由物理驱动的几何结构，包含浅悬挑和复杂的内部结构，即使对先进的金属打印工艺也是极限挑战。首次制造就成功生产出发动机，证明了汉邦科技大幅面增材制造平台的稳定性和精度，并为迈向热试车鉴定提供了硬件准备。”

两家公司表示，该项目是LEAP 71与Aspire Space合作开发完全可重复使用“御夫座”（Oryx）航天器的推进工作的一部分。