近日，美國3D Systems公司宣布，正在與賓夕法尼亞州立大學和亞利桑那州立大學的研究人員合作，開展由美國國家航空航天局（NASA）贊助的兩個項目，旨在為當前的熱管理解決方案尋找突破性的替代方案。太空中劇烈的溫度波動會損壞敏感的航天器部件，導致任務失敗。通過將深厚的應用專業知識與3D Systems公司領先的增材制造技術解決方案相結合，研究團隊正在為下一代衛星和太空探索設計復雜的熱管理解決方案。該項目研究了如何在鈦散熱器中構建嵌入式高溫被動熱管的工藝。與目前最先進的散熱器相比，這些熱管散熱器可減重50%，能夠承受更高的工作溫度，使其更有效地為高功率系統散熱。

此外，這三家機構共同領導的一個項目采用增材制造技術生產了首批形狀記憶合金鎳鈦諾（nitinol)散熱器，可以在加熱時被動啟動和部署。這種被動形狀記憶合金（SMA）散熱器的部署與裝載面積比（deployed-to-stowed area ratio）可比目前同類產品提高6倍，實現減重70%，從而在有限的立方體衛星體積內實現高功率通信和科學任務。當部署在衛星等航天器上時，這些散熱器可提高工作功率水平，降低敏感部件的熱應力，減少故障并延長衛星壽命。

熱管是通過復雜的工藝制造的，以形成?多孔內部芯吸結構?，該結構被動地循環流體以實現有效的熱傳遞。項目團隊在熱管壁內嵌入了一個完整的多孔網，避免了后續的制造步驟和由此產生的可變性。單片熱管散熱器由鈦和鎳制成，采用3D Systems的直接金屬打印(DMP)技術。鈦水熱管散熱器在230℃的溫度下成功運行，可減重50%，達到了美國國家航空航天局關于傳熱效率和降低天基應用發射成本的目標。

行業數據顯示，2023年航空航天業的全球增材制造市場估計為12億美元，預計到2030年將達到38億美元。增材制造通過生產重量減輕、性能提高的適航零件，產生了重大影響。僅在過去十年中，3D Systems就與航空航天業的領導者合作，為太空飛行生產了2,000多個鈦或鋁合金結構部件，以及200多個關鍵的無源射頻飛行部件。