En testraket gjord helt av 3D-printade delar avfyrades från Cape Canaveral Spaceport i Florida i mars, sade NASA nyligen. Raketen, kallad Relativity Space Terran 1, var 30 m hög och 2,2 m bred.
3D-utskrift är en form av additiv tillverkning där objekt skapas med flerskiktsmaterial. Olika material har använts för att konstruera föremål som byggnader och broar med hjälp av 3D-utskrift. Förra året genomförde en rymdstartup i Indien en testuppskjutning av en solid raketmotor tillverkad med denna teknik.
Space Terran 1 gick ännu längre och använde inte bara tekniken för att skriva ut olika delar, utan också med en NASA-utvecklad legering som utgångsmaterial.
I slutet av 1980-talet försökte NASA utveckla en raketmotor som kunde motstå flera uppskjutningar i låg omloppsbana om jorden. På den tiden ersattes till och med fodren i förbränningskammaren i rymdfarkostens huvudmotor efter ett till fem uppdrag. Istället ville rymdorganisationen utveckla ett mycket mer hållbart material och lanserade Game Changing Development Program.
NASA Research Center uppkallat efter Glenn i Cleveland utvecklade en familj av kopparbaserade legeringar för detta ändamål, som blev känd som Glenn Research Copper eller helt enkelt GRCop. Optimerad för hög hållfasthet, värmeledningsförmåga och låg cyklisk utmattning, har GRCop tillverkats av koppar, krom och niob. Nyutvecklade legeringar tål temperaturer som är 40 % högre än traditionella legeringar och har hög krypmotstånd – förmågan att motstå större belastningar och deformationer vid höga temperaturer.
Legeringarna har förbättrats under åren och David Ellis, som ledde deras utveckling på 1980-talet, utforskade nya tillämpningar. I ett annat program nyligen skapade en grupp forskare GRCop-42, som visade sig fungera bra med additiv tillverkningsteknik.
I en sådan metod, kallad laserpulverdiffusion, skärs 3D-modellen digitalt i tunna lager, sedan applicerar en pulverlackeringsmaskin tunna lager av GRCop och smälter dem ovanpå varandra för att färdigställa delen. Styrkan som erhålls från denna tillverkningsmetod är jämförbar med den hos smidd metall och kan användas för att tillverka små delar som munstycken och kylkanaler för förbränningskammare.
En annan metod, som kallas riktad energideposition (DED), använder en laser för att skapa ett smältbad på vilket pulver blåses för att skapa ett fast material. Robotens tredimensionella rörelse styr byggprocessen, som kan skapa stora former men utan mycket detaljer.
Relativity Space Terran 1-raketen byggdes med en kombination av båda dessa metoder, vilket visar att tekniken kan användas för framtida uppdrag till månen och Mars.
Tyvärr gick raketen inte i omloppsbana, men den gick till historien.
Läs också: