Már a SpaceX rakétái is 3D nyomtatott alkatrészekkel repülnek

draco_1Az additív gyártási eljárásokkal olyan robosztus és nagy teljesítőképességű rakéta alkatrészek gyárthatóak, melyek jelentős előnyökkel rendelkeznek a hagyományos úton gyártott megfelelőikkel szemben. A SpaceX az additív gyártás jelenleg ismert korlátainak kitolásán dolgozik, hogy Falcon 9 rakétájuk és a Dragon űrjármű minden eddiginél megbízhatóbb és hatékonyabb lehessen.

2014. január 6-án a SpaceX fellőtt egy Falcon 9 típusú rakétát, amelynek kilenc Merlin 1D hajtóműve közül az egyikben a fő oxigénszelep 3D nyomtatással készült. Ez volt az első eset, hogy a SpaceX 3D nyomtatott alkatrészt tartalmazó rakétát lőtt fel, azonban a szelep sikerrel megbirkózott a nagynyomású folyékony oxigénnel, a rendkívül alacsony hőmérséklettel és a nagy vibrációval.

A hagyományos öntött alkatrésszel összehasonlítva, a nyomtatott alkatrész nagyobb szilárdságú, rugalmasabb és kevésbé hajlamos a repedésre, miközben a legyártott szelepek minősége kisebb szórást mutat. A fő oxigénszelep nyomtatása kevesebb, mint két napot vett igénybe, szemben az öntési folyamat általánosnak mondható több hónapos hosszával. A szelepet természetesen teljes körű ellenőrzésnek vetették alá, amely magában foglalta a hajtóműbe épített, működés közbeni szigorú tesztek sorozatát, az alkatrész szintű hitelesítést és az anyag minőségére irányuló teszteket is. A tesztek sikeres teljesítésével az oxigénszelep mára elnyerte a minősítést, amely szerint teljes mértékben csereszabatos a Falcon 9 öntött szelepeivel.

A SuperDraco hajtómű égéstere

A SpaceX már majnem három éve elemzi a 3D nyomtatás előnyeit és tökéletesíti az űrjárművek fejlesztésének módszereit. Az egyik első nagyobb eredményük a SuperDraco hajtóművek égésterének sikeres 3D nyomtatása volt, 2013 végén. Jelenleg a SpaceX a SuperDraco hajtóműveket a legénységet is szállító űrprogramja keretein belül, és a Dragon űrjármű második verziójába építve teszteli. 2013 végén a SpaceX sikeresen begyújtott és üzemeltetett egy olyan SuperDraco hajtóművet, amelyben egy teljes egészében saját fejlesztésű, 3D nyomtatott égéstér kapott helyet.

draco_2

A jövőben SuperDraco hajtóművek fogják mozgatni a Dragon V2 egyedülálló, forradalmi mentőrakétáját is. Amennyiben a fellövés során valamilyen vészhelyzet alakul ki, a Dragon oldalfalaiba épített nyolc SuperDraco hajtómű akár 533.000 N tengelyirányú tolóerőt is képes produkálni, amellyel az asztronautákat biztonságos távolságba képes juttatni a hordozórakétától. A rendszer arra is képessé teszi a Dragon V2-t, hogy a hajtóművek megfelelő működtetésével oly módon, és olyan pontosan érjen földet, mint egy helikopter. Ez a képessége végeredményben teljes egészében gyorsan újrafelhasználhatóvá teszi az űrjárművet, ugyanis többször újra feltölthető és fellőhető, ami drasztikusan csökkenti az űrutazás költségeit.

[youtube]lIGVi_rMFGw[/youtube]

Az égésteret Iconelből, egy nagyteljesítményű szuperötvözetből nyomtatták. Az égéstér nyomtatással történő előállítása jelentősen csökkentette a gyártási időt, a kezdeti koncepciótól az első éles tesztelésig alig több mint három hónapra volt szükség.

draco_5

Az éles tesztek során, amelyekre a SpaceX Texas államban, McGregorban található rakétafejlesztő telepén került sor, a SuperDraco hajtóművet mind mentőrakéta, mind leszállóegység üzemmódban működtették. Az eszköz sikeresen üzemelt a maximális teljesítményének 20 és 100%-a között. A mai napig bezárólag az égéstér több mint 80 éles tesztelésen esett át, ami több mint 300 másodpercnyi üzemidőt jelent.

draco_4

A Dragon V2 űrjármű jelentős előrelépést képvisel az űrtechnológiában az első verzióhoz képest. Amikor pedig még idén év vége előtt a SuperDraco hajtóművek a Dragon mentőrendszerének működőképességét élőben is demonstrálni fogják, az lesz az első alkalom, hogy egy 3D nyomtatott égéstér egy emberi legénység szállítására alkalmas űrjárműben kap helyet.

Forrás www.spacex.com