Motori a razzo
Dati meteorologici, comunicazioni, sistemi di posizionamento globale, immagini e mappe globali: un numero crescente di servizi sfrutta i piccoli satelliti, o in alcuni casi ne è completamente dipendente. Per mettere in orbita questi microsatelliti sono necessari piccoli vettori. La domanda di mercato per questi lanciatori è in costante aumento. Negli ultimi anni, questa industria del "Nuovo Spazio" è fiorita rapidamente con molte start-up e aziende specializzate nello sviluppo. L'azienda che riuscirà a lanciare nello spazio il carico utile più grande con il motore più efficiente vincerà la gara.
La produzione additiva è l'approccio chiave per mantenere i costi bassi e un design ottimale del motore, ma funziona solo se il motore può essere stampato in 3D come un unico pezzo.
Stampa 3D di un motore a razzo
La stampa 3D offre vantaggi decisivi nella costruzione di motori a razzo. Inoltre, la funzionalità delle parti può essere completamente reimmaginata e reinventata: ad esempio, è possibile integrare canali di raffreddamento integrali in una camera di combustione o consolidare più parti in un unico progetto completo.
"Con il sostegno di EOS e AMCM, la start-up statunitense LAUNCHER sta lavorando per lanciare nello spazio carichi utili di piccole e medie dimensioni in modo più efficiente che mai. I risultati includono progetti di razzi nuovi e innovativi e il motore a razzo più grande al mondo mai prodotto in modo additivo in un unico pezzo".
Il motore si basa su un progetto di razzo standard, ma è stato ampliato con nervature interne per un raffreddamento ottimale. LAUNCHER è riuscita a costruire, testare e sviluppare ulteriormente questo nuovo progetto in modo rapido ed economico, interamente grazie alla stampa 3D.
Il motore a razzo stampato in 3D in un unico pezzo più grande del mondo
Gli ostacoli erano rappresentati dalle dimensioni dello spazio di costruzione e dalle difficili proprietà dei materiali. AMCM, società del gruppo EOS che offre macchine specializzate su misura per le esigenze dei clienti, ha accettato questa sfida.
"La camera di combustione, stampata in 3D da una lega di rame sulle macchine M4K di AMCM, è la più grande camera di combustione in un unico pezzo per motori a razzo a propellente liquido al mondo".
La camera è alta 86 cm (34 in), con un diametro dell'ugello di uscita di 41 cm (16 in). Il booster ha recentemente vinto un premio di 1,5 milioni di dollari al Space Pitch Day dell'Aeronautica Militare statunitense, organizzato per accelerare il programma di sviluppo e di test del booster E-2. Sono già stati pianificati i primi test su larga scala. L'animazione mostra la camera di combustione completa con parti prodotte in modo additivo e convenzionale.
"Tradizionalmente, la produzione di questo tipo di pezzi richiede milioni di dollari di investimenti in macchine personalizzate. Ora, con la stampa 3D è possibile stampare la camera di combustione, l'ugello e il collo in un unico pezzo. Grazie a questo progresso, il nostro lavoro è più facile che mai".
Max Haot, Fondatore Launcher
Studio di caso
Testa di iniezione per i motori a razzo Ariane 6
ArianeGroup ha scelto la stampa 3D industriale per produrre un componente cruciale del motore del nuovo razzo Ariane 6, con l'obiettivo di consolidare le 248 parti originali e ridurre i costi unitari. In collaborazione con il team di EOS Additive Minds, ha analizzato i rischi, stimato i costi e ottimizzato il processo di produzione, compresa la progettazione del layout e la pianificazione dei flussi.
La collaborazione ha dato ottimi risultati:
- -2165 ore di riduzione del tempo di produzione
- -50 % di riduzione dei costi
- -247 parti singole ridotte a un unico pezzo
- integrazione funzionale
Guardate il video qui sotto per saperne di più.
"Il programma Ariane combina la nostra forza innovativa con l'esperienza di EOS. Insieme, ci stiamo preparando a produrre in modo additivo la testa di iniezione di un motore a razzo. I risultati sono impressionanti: un tempo di produzione significativamente ridotto e una riduzione dei costi del 50%".
Dr.-Ing. Steffen Beyer, Responsabile Tecnologia di Produzione - Materiali e Processi di ArianeGroup
Lasciatevi ispirare
Parti satellitari
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I componenti fabbricati in modo additivo stanno diventando sempre più comuni sui satelliti e nei satelliti lanciati nello spazio.
Turbomacchine e turbine
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I suoi componenti ad alte prestazioni sono caratterizzati da progetti complessi e altamente tecnologici, che devono essere sempre più robusti e potenti con l'aumento della domanda di energia.
