金屬3D列印火箭引擎邁入量產時代：兩大突破證明加法製造已成航太推進主力

2026年，金屬3D列印火箭引擎不再只是原型展示。兩項關鍵里程碑——一次是學生團隊的引擎在嚴重非標稱工況下倖存，另一次是商業新創列印出單一零件的推力室，準備用於軌道發射載具——共同證明加法製造（Additive Manufacturing）已正式進入航太推進的實戰階段。

UCL Rocket × Eplus3D：引擎在冷卻通道嚴重堵塞下存活

倫敦大學學院（UCL）火箭團隊與中國金屬3D列印大廠Eplus3D合作，成功進行7 kN（千牛頓）級再生冷卻液氧/異丙醇（LOX/IPA）引擎的熱試車。燃燒室採用銅鉻鋯（CuCrZr）合金，在Eplus3D的EP-M300列印機上製造，整合了57條冷卻通道 。

關鍵挑戰與應對措施：

• 33%冷卻通道堵塞： 後加工過程中，金屬碎屑（swarf）阻塞了約三分之一的有效冷卻通道面積。此情況完全超出原始測試計畫的預期 。
• 緊急應變： 團隊將引擎節流50%，並在燃料中添加2%的聚二甲基矽氧烷（PDMS），以補償冷卻流量的大幅下降 。
• 結果： 燃燒室在點火測試後完好無損，沒有任何變形（warping）。這證明了即便在極端非標稱條件下，其熱設計仍具有極高的安全性與強健性 。

學到的教訓：
團隊強調，必須從列印、後加工、清洗、檢驗、組裝到測試，建立更嚴格的製程管控；同時也需更深入地理解冷卻敏感度與清潔度要求 。

前期合作：Excelsior引擎與Race 2 Space競賽

在LOX/IPA引擎之前，Eplus3D與UCL火箭團隊曾合作開發「Excelsior」引擎，這是一款為英國2025年「Race 2 Space」競賽打造的再生冷卻雙推進劑引擎。該引擎以AlSi10Mg鋁合金為材料，在Eplus3D的EP-M400S四雷射LPBF系統上列印 。早期的Excelsior使用一氧化二氮（N₂O）作為氧化劑，後來才轉向液氧/異丙醇架構 。