金属和聚合物3D打印可改善霍尔效应推进器发动机
在最近出版的《利用高温钐钴磁体和增材制造技术改进小型霍尔推力器》一书中，研究人员进一步探讨了增材制造工艺、小型化和磁体技术。
在这项研究中，研究团队致力于解决与航空航天和卫星应用相关的挑战，尤其是随着工程师们趋向于为低地球轨道（LEO）任务开发微型和微型卫星的趋势，其中包括：
地球观测平台之旅
提供互联网覆盖的大型卫星群
阻力补偿
清除杂物
任务结束后脱离轨道
随着研究人员寻求更好的方法使霍尔推力器发动机等主要部件小型化，了解主要涉及围绕功率问题的挑战至关重要。新材料和新技术有可能进一步改进这种电力推进系统，但必须考虑磁场地形和推进剂均匀分布等要求。
有了3D打印，研究团队希望他们能够解决多种挑战，同时能够创建更复杂的几何图形，有些是传统方法无法实现的；然而，这项研究的中心是磁性材料如何使霍尔推力器适应100瓦左右的低功率源。
研究人员解释说：“霍尔推力器发动机是一种推进系统，通过静电加速推力器中的离子来实现推力。在阳极和阴极之间产生轴向电场，对于霍尔推力器来说，它通常是空心阴极，是电子的来源。为了避免电子直接流向阳极，在垂直于电场和磁场的电子（霍尔电流）中建立了一个垂直于电场的径向磁场，从而产生ExB漂移运动。”
霍尔推力器的示意图
100 W HT参数。
3D打印和增材制造工艺已用于原型、功能组件和电动推进的先前制造中，该过程使用PEI和ABS为霍尔推力器制造通道和分配器的部件。但是，在以前的工作中，仍然需要克服温度方面的挑战，研究人员看到增材制造与金属一起克服了障碍。特别是，鼓励研究小组使用通过SLM而非传统方法制造的金属格栅。在某些情况下，生产时间最多可减少400小时，从数百美元到数千美元不等。
研究人员说：“通过将SLM用于阳极，我们不能降低制造成本和时间跨度，而是可以设计更复杂的几何形状，从而在阳极出口处的推进剂流中提供更好的方位角均匀性。在霍尔推进器中，阳极不仅是静电场的正偏压，而且还具有将推进剂流分配到整个排放室的附加功能。”
从入口到排放通道的歧管转移是必要的，但由于使用了传统技术，由于小型化问题，仍然存在局限性。研究人员发现，歧管孔的直径不能小于0.5毫米。