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NASA 的太空發射系統 (SLS) 承載著重大責任。它不僅是該機構自將美國宇航員送上月球的土星 5 號以來首個新型重型運載火箭，在美國太空飛行的未來中發揮著核心作用，而且還為有望在改造美國衰落的製造業中發揮重要作用的技術提供了關鍵測試。
NASA 馬歇爾太空飛行中心（位於阿拉巴馬州亨茨維爾）正在測試一種名為選擇性雷射熔化 (SLM) 的方法，以製造 J-2X 和 RS-25 火箭發動機的部件，這些發動機將為 SLS 提供動力，SLS 的首次飛行計劃於 2017 年進行 (pdf)。 該航天機構預計 SLM 將簡化某些部件的製造過程，並在某些情況下將生產成本減半——這對 NASA 來說是一個巨大的優勢，前提是這些部件能夠承受將有史以來最大的運載火箭送入太空的嚴酷考驗。
SLS 的第一個版本是 70 公噸的火箭，可以提升約 70,000 公斤的載荷，同時提供比土星 5 號高 10% 的推力。 這個 SLS 將為 2017 年的探索任務 1 提供動力，該任務將發射一艘無人獵戶座飛船進行繞月飛行，作為探索任務 2 的先導。 探索任務 2 計劃於 2021 年進行，將使用 130 公噸版本的 SLS 發射獵戶座飛船和最多四名宇航員的乘員組。 第二個 SLS 將能夠提升超過 130,000 公斤的載荷，並提供比土星 5 號高 20% 的推力。
資金緊張的 NASA 寄希望於 SLM 來加速 SLS 的開發並降低該計劃的成本。 SLM 是一種增材製造技術，它使用計算機輔助設計 (CAD) 檔案逐層構建零件（3D 列印 可能是最著名的增材製造示例）。 使用 SLM，將精細的合金粉末沉積成薄至 20 微米的層，然後在充滿氬氣或氮氣等惰性氣體的腔室內，透過聚焦雷射束將其熔合在一起。 一旦雷射將該層變成固體金屬，就會沉積另一層粉末並重復該過程。
NASA 正在測試使用 SLM 機器 (pdf) 製造鎳基合金發動機部件的可行性，該機器具有方形立方體構建腔室，每邊尺寸為 250 毫米，深度為 280 毫米。 這些相同的合金已經用於製造 RS-25 和 J-2X 發動機中 90% 的部件。 關鍵的區別在於，發動機當前的元件是鍛造後再銑削成最終形狀的。 通常，必須將多個部件焊接在一起才能形成一個零件。
馬歇爾工程師幾年前開始評估為下一代 J-2X 發動機製造部件的替代方法。 在 2010 年末，他們轉向 SLM 來製造發動機中氣體發生器的管道。 “部件本身不一定複雜——它是一個 [10 釐米] 直徑的 U 形彎曲管道，”SLS 液體發動機辦公室發動機整合硬體主管安迪·哈丁說。 然而，“由於厚度和彎曲半徑，它非常難以製造。 我們在讓供應商正確完成這項工作方面遇到了麻煩。”
在列印管道後，工程師們開始解構它，以研究其金相和微觀結構。 他們發現，儘管該部件不如鍛造和銑削的管道堅固，但它仍在“最低可接受範圍”內，哈丁說。 “如果你使用 SLM 製造一個部件，材料效能會略有下降，但不會太多。” 一個結構優勢是該部件不需要焊接。 “當你用多個部件製造一個部件時，焊縫始終是最薄弱的環節，”他補充道。 這為工程師們考慮使用 SLM 製造其他發動機部件打開了大門。
SLM 和一般的增材製造並非適用於所有 J-2X 或 RS-25 發動機部件的可行選擇。 首先，列印的部件必須足夠小，才能放入機器的構建腔室中。 哈丁說，還需要進行更多的測試，以確定渦輪機等在最極端條件下執行的部件是否可以使用 SLM 正確製造。 SLM 的良好候選部件是那些幾何形狀複雜、難以製造且需要多次焊接才能實現這些幾何形狀的部件。 根據列印的 J-2X 部件在測試中的表現，馬歇爾工程師希望在某個時候同樣使用 SLM 來製造更舊的 RS-25 的部件，RS-25 在太空梭 30 年的歷史中一直擔任其主發動機。
NASA 過渡到增材製造部件的另一個動機是：他們的承包商開始在其工廠中採用這項技術。 “作為許多製造商的大客戶，我們認為了解這項技術非常重要，”哈丁說。 他補充說，NASA 不希望因未能為使用 SLM 或其他增材工藝製造的部件制定規範而阻礙製造商的發展。
因此，NASA 在 SLM 方面的成功可能對尋求創造更多國內就業機會但因成本高昂而一直不願這樣做的美國衰退的製造業來說是一個福音。