3D Systems的增材制造解决方案助力下一代太空任务的先进热控系统开创性研究

• 3D Systems的应用专业知识和技术是宾夕法尼亚州立大学、亚利桑那州立大学领导的研究项目的基础
• 增材制造使新型钛和镍钛诺被动式热泵可用于太空应用，重量减轻50%，实现更有效的热管理
• 研究人员在CubeSats的热管理方面推进了最先进的技术，预计部署面积与收起面积之比将提高6倍，这是第一批增材制造的形状记忆合金（镍钛诺）散热器之一
• 3D Systems的解决方案加速了增材制造在太空应用中的应用--到2030年，这一潜在市场总额预计将达到近40亿美元

山，南卡罗来纳州，2025年6月3日（环球新闻网）--今天，3D Systems（纽约证券交易所：DDD）宣布，该公司正在与宾夕法尼亚州立大学和亚利桑那州立大学的研究人员合作，开展由美国国家航空&航天局（NASA）赞助的两个项目，旨在为当前热管理解决方案提供突破性的替代方案。太空中的严重温度波动可能会损坏敏感的航天器部件，导致任务失败。通过将深厚的应用专业知识与3D Systems领先的增材制造（AM）解决方案（包括直接金属打印（RST）技术和定制材料以及Oqton的3DXpert^®软件）相结合，这些团队正在设计复杂的热管理解决方案，以满足下一代卫星和太空探索的需求。该项目由宾夕法尼亚州立大学、亚利桑那州立大学和NASA格伦研究中心1的研究人员与3D Systems的应用程序合作领导 创新集团（AIG）已开发出在钛增材制造的散热器中构建嵌入式高温被动热泵的工艺。与当前最先进的散热器相比，这些热泵散热器的单位面积重量轻50%，工作温度也有所提高，使它们能够更有效地为大功率系统散热。此外，宾夕法尼亚州立大学和NASA Glenn研究中心²的研究人员与3D Systems旗下AIG领导的一个项目产生了一种使用镍钛（镍钛诺）形状记忆合金增材制造首批功能部件之一的工艺，该合金可以被动驱动和在加热时部署。这种无源形状记忆合金（SM）散热器预计将产生比当前可用解决方案大6倍的部署面积与收起面积之比，从而能够在有限的立方体卫星体积中执行未来的大功率通信和科学任务。当部署在卫星等航天器上时，这些辐射器可以提高工作功率水平并减少敏感部件的热压力，防止故障并延长卫星寿命。

上，热导管是通过复杂的工艺制造的，以形成多孔内部芯结构，该结构被动地循环流体以实现有效的热传递。宾夕法尼亚州立大学/亚利桑那州立大学/NASA Glenn/3D Systems项目团队使用Oqton的3DXpert^®软件，在热管壁内嵌入了完整的多孔网络，避免了后续的制造步骤和由此产生的变化。整体式热管散热器是采用3D Systems的散热器技术用钛和镍钛合金制造的。钛-水热管散热器原型在230°C的温度下成功运行，重量减轻了50%（3 kg/^m2比超过6 kg/^m2），满足了NASA的传热效率目标，并降低了太空应用的发射成本。

州立大学/NASA Glenn/3D Systems团队还通过开发一种3D打印形状记忆合金被动部署散热器的工艺，推动了金属增材制造的可能性。这些材料的化学性质可以通过加热来改变形状。SMA可以承受重复的变形循环而不疲劳，并表现出优异的应力恢复。该团队再次使用3DXpert设计散热器的可展开轮辐结构。然后使用3D Systems的打印机技术，在镍钛合金（NiTi）（一种镍钛形状记忆合金）中进行3D打印。当固定在卫星等航天器上时，该设备可以被动驱动并在被内部流体加热时部署，从而消除了对电机或太空中其他传统驱动的需要。该团队开发的被动形状记忆合金散热器提供了变革性的进步，其预计部署与收起面积比是目前认为的最先进水平（12倍vs 2倍）的6倍，重量轻70%（6公斤/米²vs 19公斤/米²）。

&州立大学副教授Alex Rattner表示：“我们与3D Systems的长期研发合作伙伴关系使3D打印在航空航天应用中的使用成为了开创性研究。”“航空航天工程和增材制造领域的集体专业知识使我们能够探索先进的设计策略，这些策略正在突破被认为是最先进的技术的界限。当我们利用3DXpert的软件功能以及3D Systems的NPS平台中的缺氧环境来补充这一点时，我们能够用奇异材料生产新型零件，从而显着提高性能。”

3D Systems在开发增材制造解决方案以改变航空航天行业方面拥有数十年的领导地位，”3D Systems航空航天国防副总裁Mike Shepard博士说&。“太空环境中的热管理是一种理想 我们的收件箱技术的应用。这些最新项目与宾夕法尼亚州立大学、亚利桑那州立大学和美国宇航局格伦研究中心的团队合作，展示了我们的散热器技术创造轻型功能部件的潜力，从而推进航天器应用的最新热管理。热管理是一个极其常见的工程挑战，NPS流程可以提供对航空航天、汽车和高性能计算/人工智能数据中心等许多行业有效的解决方案。”

研究与市场³的数据，2023年航空航天行业增材制造全球市场估计为12亿美元，预计到2030年将达到38亿美元。增材制造通过生产重量减轻和性能提高的适航零件，正在产生重大影响。仅在过去十年中，3D Systems就与航空航天行业领导者合作，生产了2，000多种用于太空飞行的钛或铝合金结构部件，以及200多种关键的无源射频飞行部件。目前轨道上有超过15颗卫星，上面装有3D Systems生产的飞行硬件。欲了解更多信息，请访问公司网站。

性陈述
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3D Systems
近40年来，查克·赫尔（Chuck Hull）对改进产品方式的好奇心和渴望 设计和制造催生了3D打印、3D Systems和增材制造行业。从那时起，同样的火花继续点燃3D Systems团队，我们与客户并肩合作，改变行业创新的方式。作为全方位服务解决方案合作伙伴，我们为医疗和牙科等高价值市场提供行业领先的3D打印技术、材料和软件;航空航天、太空和国防;交通和赛车运动;人工智能基础设施;以及耐用品。每个特定于应用程序的解决方案都由我们员工的专业知识和热情推动，他们努力实现我们的共同目标：转型制造业，共创更美好的未来。有关该公司的更多信息，请访问www.3dsystems.com。

者联系方式： investor. 3dsystems.com
媒体联系方式：     press@3dsystems.com

¹ NASA STMD 80 NSSC 22 K 0260（https://tfaws.nasa.gov/wp-content/uploads/TFAWS2024-PT-3.pdf）

² NASA 80 NSSC 23 M0234（https://govtribe.com/award/federal-contract-award/cooperative-agreement-80nssc23m0234）

³革命性航空航天：增材制造将如何在2030年之前改变行业（2025年1月）。