У березні цього року з космодрому на мисі Канаверал у Флориді було запущено випробувальну ракету, повністю виготовлену з деталей, надрукованих на 3D-принтері, повідомило нещодавно NASA. Ракета під назвою Relativity Space Terran 1 мала 30 м заввишки і 2,2 м завширшки.
3D-друк – це форма адитивного виробництва, коли об’єкти створюються за допомогою багатошарових матеріалів. Різні матеріали використовувалися для будівництва таких об’єктів, як будівлі та мости, за допомогою 3D-друку. Минулого року космічний стартап в Індії провів тестовий запуск цільного ракетного двигуна, виготовленого за допомогою цієї технології.
Space Terran 1 пішов ще далі, не лише використовуючи технологію для друку різних деталей, але й використовуючи розроблений NASA сплав як вихідний матеріал.
Наприкінці 1980-х років NASA прагнуло розробити ракетний двигун, який міг би витримати багаторазові запуски на низькій навколоземній орбіті. На той час навіть вкладиші камери згоряння головного двигуна космічного корабля Space Shuttle замінювали після однієї-п’яти місій. Натомість космічне агентство хотіло розробити набагато довговічніший матеріал і розпочало Програму розвитку, що змінює правила гри (Game Changing Development Program).
Дослідницький центр NASA ім. Гленна в Клівленді розробив для цієї мети сімейство сплавів на основі міді, які стали відомі як Glenn Research Copper або просто GRCop. Оптимізований для високої міцності, теплопровідності та низької циклічної втоми, GRCop був виготовлений з використанням міді, хрому та ніобію. Нещодавно розроблені сплави можуть витримувати температури на 40% вищі, ніж традиційні сплави, і мають високу стійкість до повзучості – здатність витримувати більші навантаження і деформації при високих температурах.
З роками сплави вдосконалювалися, і Девід Елліс, який керував їхньою розробкою в 1980-х роках, вивчив нові сфери застосування. У рамках іншої недавньої програми група дослідників створила GRCop-42, який, як було встановлено, добре поєднується з методами адитивного виробництва.
В одному з таких методів, званому лазерною дифузією порошку, 3D-модель у цифровому вигляді нарізають на тонкі шари, а потім машина з порошковим шаром наносить тонкі шари GRCop і сплавляє їх один поверх одного, щоб завершити деталь. Міцність, отримана в результаті такого методу виготовлення, можна порівняти з кованим металом і може використовуватися для виготовлення деталей з дрібними деталями, таких як сопла і канали охолодження для камер згоряння.
Інший метод, званий спрямованим осадженням енергії (DED), використовує лазер для створення ванни розплаву, на яку видувається порошок для створення твердого матеріалу. Тривимірний рух робота контролює процес будівництва, який може створювати великі форми, але без особливих деталей.
Ракета Relativity Space Terran 1 була побудована з використанням комбінації обох цих методів, тим самим демонструючи, що технологія може бути використана для майбутніх місій на Місяць і Марс.
На жаль, ракета не вийшла на орбіту, проте увійшла в історію.
Читайте також: