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自主着陆火箭从根本上改变了太空领域，将其从一个小众研究领域转变为一个完全成熟的行业。为了继续推动技术的发展，新一代工程师正在拓展技术的可能性。其中包括普渡大学的Purdue Space Program-Active Controls（PSP-AC）团队，他们正在利用新材料结合增材制造技术来推进垂直起降技术。
PSP-AC团队由50名本科生组成，他们的目标是通过开发自主着陆火箭技术来满足并超越大学生推进着陆器挑战的基准。为此，该团队正在开发TADPOLE，这是一种双推进剂跳跃车辆的推进系统。TADPOLE的设计要求包括长燃烧时间、再生冷却回路和推力矢量控制。于是，团队制作了一个只有3D打印才能生产的推力室组件（TCA）。
由于铝具有优异的导热性、轻质和有利的强度重量比，因此通常选择铝作为火箭TCAs的材料。然而，最近才开始更广泛地在增材制造中使用这种材料，因为其高导热性以及反射性如何影响激光粉床熔合（LPBF）过程。改善铝的可打印性的关键因素之一是减缓打印速度，这会降低整体生产率，从而影响机器摊销。
在推动金属增材制造材料技术水平的公司中，Elementum 3D的A6061-RAM2铝合金解决了这些可打印性问题。据该公司称，与常用的AlSi10Mg相比，该材料在EOS M290系统上打印时可以实现约50%更高的实际零件堆积速率，从而实现更经济的生产。此外，由于该粉末的表面光洁度比替代品更高，它具有更好的传热性和热机械性能。
由于A6061-RAM2表现出了TADPOLE所需的屈服特性，该材料被选中用于该项目。TCA的增强耐用性使团队能够进行更广泛的一系列测试，这进一步提高了他们在推进系统设计和实验方面的经验。
“我们很荣幸能够提供我们团队的增材制造知识、专业知识和技术，以激发所有参与普渡大学太空项目的学生推动传统思维的极限，并打印第一个A6061-RAM2推力室组件，”Elementum 3D的创始人兼总裁雅各布·纽赫特莱因博士说道。
通过与Elementum合作，学院团队获得了与工业合作的额外教育经验。具体来说，Elementum的工程专家协助该团队设计了高效去除打印零件中粉末的策略，发现这比清理传统的GR-COP合金更为简单。
学生们还获得了有关合金材料性能的全面数据，这是从其他供应商那里难以获得的细节水平。这些详细信息的涌入为他们提供了所需的洞察力，以准确模拟推力室组件的行为和性能，为验证他们的设计与发动机测试的实验结果奠定了基础。
“整个过程是一个巨大的工程挑战和学习经验，这得益于Elementum 3D的支持。PSP-AC将利用这些模拟和实验结果来设计他们的下一代发动机，”PSP-AC首席工程师安德鲁·拉杜洛维奇说道。
这种经验将自然地影响普渡大学的学生们在他们步入职业生涯时，这对于Elementum 3D来说是无法低估的好处。正如我们在其他学生太空团队中所看到的，这些大学项目可能会导致改变世界的项目。这就是Relativity Space的情况，该公司的联合创始人乔丹·努恩最初是在南加州大学的火箭推进实验室工作。正如努恩后来帮助开发了世界上最大的金属3D打印机一样，普渡大学的团队肯定会迈向更大更光明的未来。当他们这样做时，他们将携带Elementum的粉末专业知识。
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