Une fusée d'essai entièrement composée de pièces imprimées en 3D a été lancée depuis le port spatial de Cap Canaveral en Floride en mars dernier, a annoncé récemment la NASA. La fusée, baptisée Relativity Space Terran 1, mesurait 30 m de haut et 2,2 m de large.
L'impression 3D est une forme de fabrication additive où des objets sont créés à l'aide de matériaux multicouches. Divers matériaux ont été utilisés pour construire des objets tels que des bâtiments et des ponts à l'aide de l'impression 3D. L'année dernière, une start-up spatiale indienne a effectué un test de lancement d'un moteur de fusée solide fabriqué à l'aide de cette technologie.
Space Terran 1 est allé encore plus loin, non seulement en utilisant la technologie pour imprimer diverses pièces, mais également en utilisant un alliage développé par la NASA comme matériau de départ.
À la fin des années 1980, la NASA a cherché à développer un moteur-fusée capable de résister à plusieurs lancements en orbite terrestre basse. À cette époque, même les chemises de la chambre de combustion du moteur principal du vaisseau spatial de la navette spatiale étaient remplacées après une à cinq missions. Au lieu de cela, l'agence spatiale a voulu développer un matériau beaucoup plus durable et a lancé le Game Changing Development Program.
Centre de recherche de la NASA nommé d'après Glenn à Cleveland a développé une famille d'alliages à base de cuivre à cette fin, connue sous le nom de Glenn Research Copper ou simplement GRCop. Optimisé pour une résistance élevée, une conductivité thermique et une faible fatigue cyclique, GRCop a été fabriqué à partir de cuivre, de chrome et de niobium. Les alliages nouvellement développés peuvent résister à des températures 40% plus élevées que les alliages traditionnels et ont une résistance élevée au fluage - la capacité de supporter des charges et des déformations plus importantes à des températures élevées.
Les alliages se sont améliorés au fil des ans et David Ellis, qui a dirigé leur développement dans les années 1980, a exploré de nouvelles applications. Dans un autre programme récent, un groupe de chercheurs a créé GRCop-42, qui s'est avéré bien fonctionner avec les techniques de fabrication additive.
Dans l'une de ces méthodes, appelée diffusion de poudre laser, le modèle 3D est découpé numériquement en couches minces, puis une machine à revêtement en poudre applique de fines couches de GRCop et les fusionne les unes sur les autres pour compléter la pièce. La résistance obtenue à partir de ce procédé de fabrication est comparable à celle du métal forgé et peut être utilisée pour fabriquer de petites pièces telles que des tuyères et des canaux de refroidissement pour les chambres de combustion.
Une autre méthode, appelée dépôt d'énergie dirigée (DED), utilise un laser pour créer un bain de fusion sur lequel la poudre est soufflée pour créer un matériau solide. Le mouvement tridimensionnel du robot contrôle le processus de construction, qui peut créer de grandes formes mais sans trop de détails.
La fusée Relativity Space Terran 1 a été construite en utilisant une combinaison de ces deux méthodes, démontrant ainsi que la technologie pourrait être utilisée pour de futures missions vers la Lune et Mars.
Malheureusement, la fusée n'est pas entrée en orbite, mais elle est entrée dans l'histoire.
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