打破常规

By 万博Ansys Staff

Relativity Space成立于2015年，有一个独特的愿景:利用增材制造技术来3d打印可以发射到太空的火箭。这家总部位于加州的雄心勃勃的初创公司正准备通过制造更快、更便宜、更简单的火箭来改变全球航空航天业。Relativity公司已经在改写商业卫星发射规则的道路上，希望最终能在火星上制造3d打印火箭，这种创新的、负担得起的技术可以用来支持人类殖民。

“当你在管理增材制造运行时，除了模拟之外，没有其他方法可以获得这种程度的保真度和信心。”

Relativity Space的目标是成为第一家发射完全通过3D打印或增材制造制造的火箭的公司。该公司的Aeon火箭发动机仅包括100个零件，分三次打印完成。

当蒂姆·埃利斯和乔丹·诺恩在南加州大学读本科时相遇时，他们对火箭的共同热爱使他们立即建立了联系。他们在南加州大学的火箭推进实验室合作，该实验室由一群想成为第一批将火箭送入太空的本科生的学生组成。

毕业后，诺恩去了SpaceX公司工作，埃利斯被蓝色起源公司聘用。两人在2015年重新联系，并决定创办一家名为Relativity Space的初创公司。他们的新公司基于一个新颖的概念:通过新兴的3D打印技术(也称为增材制造(AM))生产火箭。当其他航空航天公司都在打印飞行器部件时，埃利斯和诺恩想成为第一个通过增材制造技术生产整个火箭的公司。

创始人认识到增材制造有很多优势。结构可以简化。使用增材制造的100个部件组成的火箭在结构上要比由1万个独立部件组成的火箭更稳定，更坚固。增材制造大大简化了装配，使端到端供应链更加简单和无缝。增材制造还消除了对新颖几何形状的限制，并开辟了设计选项。

“当我们说我们想要3d打印火箭时，很多人认为我们疯了，”该公司的首席技术官诺恩说。“但业内有经验的人看到了我们想法的潜力。”其中一位是亿万富翁投资者马克·库班，他承诺为Relativity提供50万美元的资金。Relativity还被著名的Y Combinator项目接受，该项目为创业公司提供资金和战略咨询。

有了资金和商业计划，只有一个主要问题:埃利斯和诺恩找不到足够大的3D打印机来生产火箭。于是两人做了任何有远见的人都会做的事。他们建造了自己的打印机。

星际之门:发射新一代am

这台直径9英尺、高15英尺的机器被称为“星际之门”，位于该公司位于加州洛杉矶的总部，是世界上最大的3D打印机。

制造星际之门打印机的复杂过程部分是通过模拟来完成的。Noone和Ellis在之前的工作中都使用过Ansys软件，万博他们在创立Relativity Space后的8天内联系了Ansys。诺万博恩指出:“Ansys软件在全球航空航天业享有盛誉。“这是一项值得信赖的技术，以极其准确和易于使用而闻名。我们知道我们需要Ansys来实现我们万博的想法。”

相对论能够快速获得软件许可通过万博Ansys启动程序。Noone说道:“尽早与Ansys万博合作对于加速《星际之门》的设计周期以及确保我们获得正确的物理效果至关重要。“例如，我们模拟了打印机内部的计算流体动力学，以优化实际打印过程中的材料流动。”

虽然设计和制造打印机需要时间和金钱，但投资明显低于购买固定工具和建造制造工厂所需的数千万美元。

使用3D打印机还可以最大限度地提高工程团队在产品设计上的灵活性。诺恩指出:“改造传统的制造设备可能需要几个月的时间和数百万美元。”“但我们可以在18天内完成一个新的发动机设计，在30天内完成一个全新的车辆迭代。这为我们在航空航天行业提供了无与伦比的敏捷性和响应能力。”

“当我们说我们想要3d打印火箭时，很多人认为我们疯了。”

“我们知道我们需要Ansys来实现我们万博的想法。”

永旺:第一个3d打印火箭发动机

Relativity公司的工程师还利用Ansys软件进行仿真，设计出了首个完全采用增材制造技术生产的火箭发动万博机Aeon。Aeon在升空时能够产生15,500磅的推力，由镍合金组成。只有三个部分，发动机是在三个单独的打印运行制造。

Relativity产品开发团队利用万博Ansys Fluent软件对发动机的喷射元件、冷却孔和歧管进行计算流体动力学(CFD)模拟。通过优化这些区域的流程，工程师能够缩短整个设计周期和物理测试的高成本。

该公司的工程师也使用万博Ansys机械评估Aeon发动机在发射等重要事件中的结构应力。超过100次的试验已经证实，Ansys模拟有效地优化了Aeon的强度和结构稳定性。万博

Relativity公司的“星际之门”是世界上最大的3D打印机。

通过ansys添加剂套件优化结果万博

作为世界上一些最大的3d打印物体的生产商，当Ansys介绍时，相对论空间自然感兴趣万博万博Ansys Additive Suite在2018年。事实上，Relativity是这个新软件家族的第一个官方客户，该软件可以优化3D打印过程，从材料组成到机器设置。

“我们对Ansys Additive Sui万博te感到非常兴奋，”Noone说。“在我们实际投入材料和机器时间之前，通过模拟每次打印的结果，我们大大降低了风险。”

诺恩指出，用金属材料生产巨大的零件形状意味着试验和错误的成本非常高。Ansys Additive Suite的新功能万博使Relativity工程团队能够预测和解决变形区域，确保几何精度，消除材料浪费并避免潜在的机器损坏。诺恩说:“在管理增材制造运行时，没有其他方法可以获得这种程度的保真度和信心。”

下一站?火星

Relativity公司的Aeon发动机及其名为Terran的运载火箭的最初应用将是商业卫星市场。该公司在这个行业占据了一个独特的利基市场，为1250公斤(约一辆小汽车大小)以内的卫星提供按次发射付费的服务。

与传统制造方法一年的开发时间相比，通过增材制造技术每60天制造一个新的运载火箭的能力，Relativity公司希望在这个快速增长的细分市场中占据主导地位。该公司已经在为计划于2020年发射的首次发射签约客户。

但相对论空间的长期愿景要远得多。这家充满活力的初创公司希望成为第一家在火星上生产和发射3d打印火箭的公司。

“我们设想人类殖民地在地球和火星上繁荣发展，”诺恩预测道。“然而，火星上最初的资源将非常稀缺。增材制造技术灵活、相对轻便的特性将为建造人类生存所需的东西以及制造返回地球的火箭提供一种快速、负担得起的手段。我们在工程方面所做的一切都是为了这个最终目标。例如，Aeon发动机由氧气和甲烷驱动，这两种推进剂在火星上很容易生产。”

“我们认识到这个愿景听起来雄心勃勃，但我们希望激励其他初创公司加入到使人类多星球的努力中来。仅仅因为你的公司规模小，并不意味着你不能有远大的梦想。”

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