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NASA 的太空发射系统 (SLS) 承载着重大责任。它不仅是该机构自将美国宇航员送上月球的土星 5 号以来首个新型重型运载火箭，在美国太空飞行的未来中发挥着核心作用，而且还为有望在改造美国衰落的制造业中发挥重要作用的技术提供了关键测试。
NASA 马歇尔太空飞行中心（位于阿拉巴马州亨茨维尔）正在测试一种名为选择性激光熔化 (SLM) 的方法，以制造 J-2X 和 RS-25 火箭发动机的部件，这些发动机将为 SLS 提供动力，SLS 的首次飞行计划于 2017 年进行 (pdf)。 该航天机构预计 SLM 将简化某些部件的制造过程，并在某些情况下将生产成本减半——这对 NASA 来说是一个巨大的优势，前提是这些部件能够承受将有史以来最大的运载火箭送入太空的严酷考验。
SLS 的第一个版本是 70 公吨的火箭，可以提升约 70,000 公斤的载荷，同时提供比土星 5 号高 10% 的推力。 这个 SLS 将为 2017 年的探索任务 1 提供动力，该任务将发射一艘无人猎户座飞船进行绕月飞行，作为探索任务 2 的先导。 探索任务 2 计划于 2021 年进行，将使用 130 公吨版本的 SLS 发射猎户座飞船和最多四名宇航员的乘员组。 第二个 SLS 将能够提升超过 130,000 公斤的载荷，并提供比土星 5 号高 20% 的推力。
资金紧张的 NASA 寄希望于 SLM 来加速 SLS 的开发并降低该计划的成本。 SLM 是一种增材制造技术，它使用计算机辅助设计 (CAD) 文件逐层构建零件（3D 打印 可能是最著名的增材制造示例）。 使用 SLM，将精细的合金粉末沉积成薄至 20 微米的层，然后在充满氩气或氮气等惰性气体的腔室内，通过聚焦激光束将其熔合在一起。 一旦激光将该层变成固体金属，就会沉积另一层粉末并重复该过程。
NASA 正在测试使用 SLM 机器 (pdf) 制造镍基合金发动机部件的可行性，该机器具有方形立方体构建腔室，每边尺寸为 250 毫米，深度为 280 毫米。 这些相同的合金已经用于制造 RS-25 和 J-2X 发动机中 90% 的部件。 关键的区别在于，发动机当前的元件是锻造后再铣削成最终形状的。 通常，必须将多个部件焊接在一起才能形成一个零件。
马歇尔工程师几年前开始评估为下一代 J-2X 发动机制造部件的替代方法。 在 2010 年末，他们转向 SLM 来制造发动机中气体发生器的管道。 “部件本身不一定复杂——它是一个 [10 厘米] 直径的 U 形弯曲管道，”SLS 液体发动机办公室发动机集成硬件主管安迪·哈丁说。 然而，“由于厚度和弯曲半径，它非常难以制造。 我们在让供应商正确完成这项工作方面遇到了麻烦。”
在打印管道后，工程师们开始解构它，以研究其金相和微观结构。 他们发现，尽管该部件不如锻造和铣削的管道坚固，但它仍在“最低可接受范围”内，哈丁说。 “如果你使用 SLM 制造一个部件，材料性能会略有下降，但不会太多。” 一个结构优势是该部件不需要焊接。 “当你用多个部件制造一个部件时，焊缝始终是最薄弱的环节，”他补充道。 这为工程师们考虑使用 SLM 制造其他发动机部件打开了大门。
SLM 和一般的增材制造并非适用于所有 J-2X 或 RS-25 发动机部件的可行选择。 首先，打印的部件必须足够小，才能放入机器的构建腔室中。 哈丁说，还需要进行更多的测试，以确定涡轮机等在最极端条件下运行的部件是否可以使用 SLM 正确制造。 SLM 的良好候选部件是那些几何形状复杂、难以制造且需要多次焊接才能实现这些几何形状的部件。 根据打印的 J-2X 部件在测试中的表现，马歇尔工程师希望在某个时候同样使用 SLM 来制造更旧的 RS-25 的部件，RS-25 在航天飞机 30 年的历史中一直担任其主发动机。
NASA 过渡到增材制造部件的另一个动机是：他们的承包商开始在其工厂中采用这项技术。 “作为许多制造商的大客户，我们认为了解这项技术非常重要，”哈丁说。 他补充说，NASA 不希望因未能为使用 SLM 或其他增材工艺制造的部件制定规范而阻碍制造商的发展。
因此，NASA 在 SLM 方面的成功可能对寻求创造更多国内就业机会但因成本高昂而一直不愿这样做的美国衰退的制造业来说是一个福音。