Az 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.
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.
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.
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.
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