3D-printed Raketenmotor signalisierte eine neue ära der Erforschung des Weltraums

Die Rakete, die ging in den Raum aus Neuseeland 25. Mai, war etwas besonderes. Es war nicht nur der erste Start mit einem privaten Spielplatz, sondern wurde mit einem Motor, fast komplett zusammengebaut mit Hilfe von 3D-Druck. Vielleicht ist es nicht der erste «3D-gedruckte Rakete in den Weltraum», wie Sie aus dem Titel vielleicht denken, aber es unterstreicht, wie ernst diese Technik der Produktion wahrgenommen und Raumfahrt-Industrie.

Die Teilnehmer der Teams, die sich hinter einer Rakete Electron-amerikanischen Unternehmens RocketLab, sagen, dass der Motor gedruckt wurde für 24 Stunden und hat die Effizienz und Leistung im Vergleich zu anderen Systemen. Die genauen Details der gedruckten Komponenten noch nicht. Aber wahrscheinlich viele von Ihnen wurden entwickelt für die Minimierung des Gewichts unter Beibehaltung der strukturellen Merkmale, während andere Komponenten vielleicht wurden optimiert, um eine effiziente Strömung der Flüssigkeit. Diese Vorteile sind die Gewichtsreduktion und das Potenzial der Schaffung von neuen Projekten — bilden einen wesentlichen Teil dessen, warum 3D-Druck sollte einen Platz in der Erforschung des Weltraums, wobei nicht die Letzte.

3D-drucken, wie Sie wissen, eignet sich hervorragend für die Erstellung von komplexen Formen. Zum Beispiel, gitterartigen Strukturen werden so, weniger zu Wiegen, aber genauso robust, wie ähnliche Feste Komponenten. Dies ermöglicht optimierte, leichte Teile, die bisher nicht wirtschaftlich oder effizient produzieren mit traditionellen Ansätzen.

Микрорешетка Boeing ist ein Beispiel dafür, wie bringen Sie diesen Ansatz auf die Spitze und schaffen eine dauerhafte mechanische Struktur, auf 99,9% bestehend aus der Luft. Nicht alle Verfahren der dreidimensionalen drucken können, einer solchen zu erreichen, aber auch die Gewichtsersparnis von ein paar Prozent in Flugzeugen und Raumfahrzeugen kann zu einem großen Vorteil durch den Einsatz weniger Kraftstoff.

3D-Druck hat eine Tendenz, funktionieren am besten für die Herstellung von relativ kleinen, komplexen teilen, aber nicht große Strukturen, in denen die Kosten für das Material und Verarbeitungsaufwand überwiegt alle Vorteile. Zum Beispiel, überarbeitete Düse kann die Verbesserung der Vermischung von Kraftstoff im Motor, was zu einer erhöhten Effizienz. Größere Oberfläche hitzebeständiger den Bildschirm mit einem gemusterten und nicht flachen Oberfläche kann bedeuten, dass sich Wärme effektiver, wodurch sich die Gefahr einer überhitzung zu verringern.

Diese Methoden können auch verringern die Menge des Materials, die verschwendet raus bei der Produktion. Dies ist wichtig, weil die kosmischen Komponenten, in der Regel sind aus teuren und seltenen Materialien. 3D-drucken auch produzieren das ganze System auf einmal, und nicht aus einer Vielzahl von montierten teilen. Beispiel: die NASA verwendet für die Reduzierung von Komponenten in einer seiner Raketen-Injektoren mit 115 bis 2. Darüber hinaus können 3D-Drucker können leicht machen eine kleine Anzahl von teilen, wie erforderlich, der Weltraum-Industrie, ohne die Notwendigkeit, eine teure Produktions-Werkzeuge.

umkreist

3D-Drucker können auch eine Anwendung im Weltraum, wo es schwierig ist, speichern einer großen Anzahl von Ersatzteil-und es ist schwer Ersatz zu finden, wenn Sie sich in tausend Kilometer von der Erde entfernt. Auf der Internationalen Raumstation gibt es jetzt 3D-Drucker, so dass, wenn etwas kaputtgeht, Ingenieure können, senden Sie das Projekt für den Ersatz und die Astronauten in der Umlaufbahn seine распечатают.

Moderne Drucker arbeiten ausschließlich mit Kunststoff, so ist es wahrscheinlich, wird verwendet, um einmalige Werkzeuge oder schnell Verschleißteilen wie Türklinken. Aber wenn die 3D-Drucker sind in der Lage, arbeiten mit anderen Materialien, deren Anwendung deutlich erhöhen. Eines Tages werden die Menschen im Weltraum in der Lage eigene Nahrung zu produzieren und auch biologische Materialien. Verarbeitenden Unternehmen in der Lage, erstellen Sie Ersatzteile defekte Teile aus.

Nach vorn schauen, kann man davon ausgehen, dass 3D-Drucker sind äußerst hilfreich beim erstellen von Kolonien. Orte wie der Mond, nicht über eine ausreichende Menge von traditionellen Baumaterialien, sondern die Europäische Weltraumorganisation hat bewiesen, dass mit Hilfe der Solarenergie können die «Bausteine» aus dem lunaren Staub, es wäre ein guter Anfang. Wissenschaftler denken jetzt daran, wie verschieben die Idee auf 3D-drucken und bauen komplett gedruckte Haus auf dem Mond.

Für die Umsetzung dieser Anwendungen in die Realität, müssen wir erforschen, mehr Materialien und Prozesse, mit deren Hilfe Produktions-Komponenten widerstehen die extrem harten Bedingungen des Weltraums. Ingenieure entwickeln auch optimierte Konstruktion und auf der Suche nach Möglichkeiten testen von 3D-gedruckten teilen, um zu beweisen, dass Sie sicher und zuverlässig. Vor allem stört es die Schwerkraft, oder vielmehr seine Abwesenheit. Viele Prozesse heutzutage verwenden die Pulver oder Flüssigkeiten als Ausgangsmaterial, so müssen wir entwickeln schlaue Tricks, um sicher mit Ihnen arbeiten bei niedrigen oder fehlenden Schwerkraft.

Erfordert völlig neue Materialien und Technologien. Studien zeigen jedoch, dass das dreidimensionale drucken immer häufiger verwendet wird im Raum, selbst wenn vollständig gedruckt Raumschiff und startet in Kürze. Aber die Zeit wird kommen.