Rewolucja w silnikach rakietowych. Europa drukuje je w 3D
Zespół badaczy z Fraunhofer Institute for Casting, Composite and Processing Technology opracował innowacyjną metodę drukowania 3D elementów do silników rakietowych. Nowa technologia pozwala na jednoczesne użycie wielu metali, co oznacza, że części mogą być tworzone w jednym cyklu drukowania zamiast jako osobne elementy wymagające późniejszego łączenia.
Innowacja powstała w ramach unijnego projektu "Enlighten", finansowanego kwotą 38 milionów euro. Jej celem jest skrócenie czasu i kosztów produkcji w programach kosmicznych, jak te prowadzone przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA), a także umożliwienie powstawania bardziej kompaktowych i lżejszych silników o lepszych parametrach.
Dzięki temu procesowi możemy projektować komponenty bezpośrednio w komputerze i drukować je od razu. Ogromna elastyczność oszczędza czas przygotowania i pozwala na szybkie iteracje, gdy wymagania się zmieniają. To może zaoszczędzić tygodnie pracy w rozwoju silnika
Druk 3D zmienia skomplikowaną inżynierię rakietową
Tradycyjne silniki rakietowe składają się z setek osobnych elementów wykonanych z różnych metali, które następnie spawane lub łączone są w całość i poddawane rygorystycznym testom. To proces bardzo kosztowny i czasochłonny, przy czym każdy element stanowi potencjalny punkt awarii.
Dzięki drukowi 3D możliwe jest wytworzenie wielu elementów w jednej operacji, a zastosowanie różnych metali w tej samej części pozwala na umieszczenie materiałów o wysokiej wytrzymałości tam, gdzie działają największe naprężenia oraz metali odpornych na wysoką temperaturę tam, gdzie przepływają gorące gazy. Naukowcy z Fraunhofer pokazali to, drukując zawór rakietowy z połączenia stali magnetycznej i niemagnetycznej, co tradycyjnie wymagałoby osobnego wykonania, obróbki i spawania każdego elementu.
Europa goni prywatnych liderów
Jak zaznaczają badacze, wiele metali nie "dogaduje się" ze sobą w procesie 3D. Niektóre kombinacje, np. tytan i nikiel, mogą sprawić, że gotowa część będzie krucha i podatna na pęknięcia. Problem rozwiązano, stosując cienką warstwę molibdenu jako separatora między tymi materiałami.
Druk 3D wielometalowy w rakietach nie jest nowością dla firm prywatnych, jak SpaceX, Rocket Lab czy Relativity Space, które już stosują go w praktyce. Publicznie finansowane organizacje, jak ArianeGroup, dopiero teraz próbują nadrobić zaległości. Technologie opracowane w projekcie Enlighten mogą zatem przyspieszyć rozwój kolejnych generacji rakiet i zwiększyć niezależność Europy w badaniach kosmicznych.
Nie chodzi tylko o demonstrację możliwości wielometalowego druku 3D, z projektem Enlighten kładziemy fundamenty pod zrównoważoną, elastyczną masową produkcję rakiet, która w długim terminie uczyni Europę bardziej niezależną
