NASA rakétákban tesztelték a 3D nyomtatott alkatrészek képességeit

A NASA mérnökei az Alabama állambeli, Huntsville melletti Marshall Űrközpontban nemrég sikerrel tesztelték azt a két rakétahajtómű injektort, melyek különlegessége, hogy additív eljárással készültek. A tesztelés során nem csak az új alkatrészeket próbálták ki, hanem teljesítményüket összehasonlították a régi, több darabból összehegesztett társaikéval, amelyek a Space Launch System (továbbiakban SLS) hordozórakéták számára készültek.

Alig több mint egy hónap alatt a Marshall Űrközpont mérnökei két lekicsinyített injektort gyártottak le egy speciális 3D nyomtató segítségével, továbbá 11 éles tesztet hajtottak végre, ami összességében 46 másodpercnyi aktív üzemidőt jelentett megközelítőleg 3300 Celsius fokon, miközben a hajtómű folyékony oxigént és hidrogén gázt égetett.

NASA rakétahajtómű teszt összeállítás (forrás: NASA)

NASA rakétahajtómű teszt összeállítás (forrás: NASA)

„A 3D nyomtatott és a hagyományos eljárással készült injektorok között teljesítményben semmi különbséget nem találtunk” – nyilatkozta Sandra Elam Greene, hajtóműmérnök. Az ő feladata volt a tesztek felügyelete, majd a tesztelt alkatrészek vizsgálata. „Mindkét 3D nyomtatott injektor gyönyörűen teljesített az éles tesztek során.”

A hagyományos úton készült lekicsinyített injektorok az SLS korábbi akusztikai tesztjeihez készültek. Legyártásuk 6 hónapot vett igénybe, mindegyiknél öt hegesztés tartja egyben a négy darabból álló finoman megmunkált alkatrészt, és egyenként mindegyik előállítása több mint 10.000 amerikai dollárba került.

Bal: rakéta injektor közvetlenül a 3D nyomtatóból való eltávolítás után; Jobb: injektor csiszolás és ellenőrzés után (forrás: NASA)

Bal: rakéta injektor közvetlenül a 3D nyomtatóból való eltávolítás után; Jobb: rakéta injektor csiszolás és ellenőrzés után (forrás: NASA)

A Marshall Űrközpont anyagtechnológusai ugyanezt a modellt egyetlen darabból alkották meg Iconel acélpor szinterezésével, az elérhető legfejlettebb 3D nyomtató segítségével. Minimális megmunkálást és számítógépes szkenneléssel történő ellenőrzést követően az injektor készen állt a tesztelésre. Mindez csupán három hétig tartott, és darabja kevesebb, mint 5.000 dollárba került.

„Elejétől a végéig nagyjából negyven órát vett igénybe a két injektor 3D nyomtatása a szelektív lézeres szinterező eljárással, majd további néhány hétre volt szükség az alkatrészek csiszolásához és ellenőrzéséhez.”  – magyarázta Ken Cooper, a Marshall Űrközpont anyagtechnológusa, akinek a csapata az injektorok legyártásáért felelt. ”Így vált lehetővé a hajtóműmérnökeink számára, hogy a már létező SLS tesztsorozat nyújtotta előnyöket kihasználva vizsgálják, hogy miként teljesítenek a 3D nyomtatott alkatrészek a hasonló felépítésű, hagyományos eljárással készült társaikhoz viszonyítva.”

[youtube]y4YVTtK9hk4[/youtube]

„A rakéta hajóművek összetett szerkezetek, egyedi alkatrészek százaiból épülnek fel, amelyek a legtöbb beszállítótól általában összerakva érkeznek, így egy alkatrész tesztelése, amely új technológiával készül, segít igazolni, hogy ez egy olcsóbb megoldás a jövő rakétáinak létrehozásához.” – mondta Chris Singer, a Marshall központ Mérnöki Igazgatóságának igazgatója. ”Az additív gyártási technológia valóban rendelkezik azzal a potenciállal, hogy nagyságrendekkel csökkentse a komplex alkatrészek előállításának idő és tőkeigényét.”

forrás: www.3ders.org