全 3D 打印电喷发动机问世：让小卫星“飞”得更便宜

根据IT之家在2月20日的报道，麻省理工学院（MIT）的工程师们取得了一项重大突破，创新性地开发出了首款完全由3D打印技术制造的电喷发动机（electrospray engine），这一创新为小型卫星（CubeSats）的推进系统提供了更高效且低成本的解决方案。

IT之家获悉，电喷发动机利用电场对导电液体施加力，从而形成高速微滴喷流，进而为航天器提供必要的推力。与传统的化学火箭相比，电喷发动机在轨道控制的精确性方面表现更优异，主要是因为其推进剂的利用效率更高。然而，传统的电喷发动机生产过程复杂且成本高昂，受制于半导体洁净室工艺，因此难以广泛运用。

为了克服这些局限，MIT的研究小组采用了一种全新的制造手段——全3D打印技术，这种方法不仅能够迅速生产出发动机，其成本也远低于传统的推进器。研究团队有效利用市面上现有的3D打印材料及工艺，成功制造出这一电喷发动机，并有可能在太空中直接进行打印，因为3D打印技术能够适应太空环境。

研究人员结合了两种3D打印技术——双光子打印和数字光处理（DLP），成功克服了制造复杂设备的挑战。该设备由宏观与微观组件组成，需要协同运作。双光子打印技术使用高精度激光逐点将树脂固化，制造出尖锐的喷射尖端和均匀狭窄的毛细管，以便传送推进剂，而数字光处理技术则通过微型投影仪逐层固化树脂，制造出更大的流道块，以确保推进剂的储存和分配。

这种原型电喷发动机搭载了32个电喷发射器，能够稳定且均匀地喷射推进剂。测试结果显示，这种3D打印发动机的推力与现有电喷发动机相当，甚至可能更强。研究人员还发现，通过调节电压可以实现更为广泛的推力范围，从而减少对复杂管道、阀门或压力信号网络的依赖，使发动机在轻量化、成本降低和高效性方面都有显著提升。

MIT微系统技术实验室（MTL）的首席研究科学家路易斯·费尔南多·维拉斯奎兹-加西亚（Luis Fernando Velásquez-García）表示：“我们希望通过这种制造技术，让更多人能够参与太空硬件的研发。半导体制造方法与低成本太空探索并不相符，而我们的目标是通过普遍可用的制造技术，推动高性能太空硬件的发展。”

未来，研究小组计划进一步研究电压调节的优势，打造更密集、规模更大的发射器阵列，并探索使用多个电极来控制推进剂的喷射触发与喷流的形状和速度。长远来看，他们希望能够展示一颗完全采用3D打印电喷发动机的CubeSat卫星，以用于轨道操作和离轨活动。

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