Een testraket volledig gemaakt van 3D-geprinte onderdelen werd in maart gelanceerd vanaf de Cape Canaveral Spaceport in Florida, zei NASA onlangs. De raket, genaamd Relativity Space Terran 1, was 30 meter hoog en 2,2 meter breed.
3D-printen is een vorm van additive manufacturing waarbij objecten worden gemaakt met behulp van meerlaagse materialen. Er zijn verschillende materialen gebruikt om objecten zoals gebouwen en bruggen te bouwen met behulp van 3D-printen. Vorig jaar voerde een ruimte-startup in India een testlancering uit van een solide raketmotor die met deze technologie was gemaakt.
Space Terran 1 ging nog verder, niet alleen door de technologie te gebruiken om verschillende onderdelen te printen, maar ook door een door NASA ontwikkelde legering als uitgangsmateriaal te gebruiken.
Eind jaren tachtig probeerde NASA een raketmotor te ontwikkelen die bestand was tegen meerdere lanceringen in een lage baan om de aarde. In die tijd werden zelfs de voeringen van de verbrandingskamer van de hoofdmotor van het Space Shuttle-ruimtevaartuig na één tot vijf missies vervangen. In plaats daarvan wilde de ruimtevaartorganisatie een veel duurzamer materiaal ontwikkelen en lanceerde het het Game Changing Development Program.
NASA Research Center vernoemd naar Glenn in Cleveland ontwikkelde voor dit doel een familie van op koper gebaseerde legeringen, die bekend werden als Glenn Research Copper of kortweg GRCop. Geoptimaliseerd voor hoge sterkte, thermische geleidbaarheid en lage cyclische vermoeidheid, is GRCop vervaardigd met behulp van koper, chroom en niobium. Nieuw ontwikkelde legeringen zijn bestand tegen temperaturen die 40% hoger zijn dan traditionele legeringen en hebben een hoge kruipweerstand - het vermogen om grotere belastingen en vervormingen bij hoge temperaturen te weerstaan.
De legeringen zijn in de loop der jaren verbeterd en David Ellis, die in de jaren tachtig de leiding had over de ontwikkeling ervan, verkende nieuwe toepassingen. In een ander recent programma creëerde een groep onderzoekers GRCop-1980, dat goed bleek te werken met additive manufacturing-technieken.
Bij een dergelijke methode, laserpoederdiffusie genaamd, wordt het 3D-model digitaal in dunne lagen gesneden, waarna een poedercoatmachine dunne lagen GRCop aanbrengt en ze op elkaar smelt om het onderdeel te voltooien. De sterkte van deze productiemethode is vergelijkbaar met die van gesmeed metaal en kan worden gebruikt om kleine onderdelen te maken, zoals mondstukken en koelkanalen voor verbrandingskamers.
Een andere methode, gerichte energiedepositie (DED) genaamd, maakt gebruik van een laser om een smeltbad te creëren waarop poeder wordt geblazen om een vast materiaal te creëren. De driedimensionale beweging van de robot bestuurt het constructieproces, waardoor grote vormen kunnen ontstaan, maar zonder veel detail.
De Relativity Space Terran 1-raket is gebouwd met een combinatie van beide methoden, waarmee wordt aangetoond dat de technologie kan worden gebruikt voor toekomstige missies naar de maan en Mars.
Helaas ging de raket niet in een baan om de aarde, maar ging hij de geschiedenis in.
Lees ook: