NASA test grenzen van 3D-printing met krachtige Rocket Engine Check

Anonim

Een driedimensionaal geprint raketdeel brandt tot leven tijdens een vuurtest.

Bekijk grote afbeelding

Propulsion systems engineer Greg Barnett bereidt een raketinjector voor op een vuurproef bij NASA's Marshall Space Flight Center.

Bekijk grote afbeelding

NASA-technici bereiden zich voor om een ​​3-D geprint raketonderdeel op teststand 115 in het Marshall Center in de vuurproef te testen.

Bekijk grote afbeelding

De grootste 3D-gedrukte raketmotorcomponent die NASA ooit heeft getest, brandt tot leven op donderdag 22 augustus tijdens een motoraanvaring die een record van 20.000 pond stuwkracht genereerde.

Deze test is een mijlpaal voor een van de vele belangrijke stappen die het bureau zet om de kosten van ruimteapparatuur te verlagen. Innovaties zoals additive manufacturing of 3-D printing, bevorderen nieuwe en kosteneffectievere mogelijkheden in de Amerikaanse ruimtevaartindustrie.

Het onderdeel dat tijdens het afvuren van de motor wordt getest, een injector, levert drijfgassen om een ​​motor van stroom te voorzien en biedt de nodige kracht om raketten naar de ruimte te sturen. Tijdens de injectortest passeerden vloeibare zuurstof en gasvormige waterstof de component in een verbrandingskamer en produceerden 10 keer meer stuwkracht dan enige injector die eerder was vervaardigd met behulp van 3D-printen.

"Deze succesvolle test van een 3-D geprinte raketinjector brengt NASA aanzienlijk dichter bij het bewijs dat deze innovatieve technologie kan worden gebruikt om de kosten van vluchthardware te verlagen, " zei Chris Singer, de directeur van het Engineering Directorate bij NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville Ala.

Het component werd vervaardigd onder gebruikmaking van selectief lasersmelten. Deze methode bouwde lagen van nikkel-chroomlegeringspoeder op om de complexe, subschaalinjector met zijn 28 elementen te maken voor het kanaliseren en mengen van drijfgassen. Het onderdeel was qua grootte vergelijkbaar met injectoren die kleine raketmotoren aandrijven. Het was vergelijkbaar in ontwerp met injectoren voor grote motoren, zoals de RS-25-engine die de NASA's Space Launch System (SLS) -raket voedt voor deep space menselijke missies naar een asteroïde en Mars.

"Deze hele inspanning heeft ons geholpen om te leren wat er nodig is om grotere 3D-onderdelen te bouwen - van ontwerp tot productie en testen", aldus Greg Barnett, de hoofdingenieur van het project. "Deze technologie kan worden toegepast op alle SLS-motoren of op raketonderdelen die worden gebouwd door de particuliere industrie."

Een van de sleutels tot het verminderen van de kosten van raketonderdelen is het minimaliseren van het aantal componenten. Deze injector had slechts twee delen, terwijl een soortgelijke eerder geteste injector 115 delen had. Minder onderdelen vergen minder montage-inspanning, wat betekent dat complexe onderdelen gemaakt met 3D-printing aanzienlijke besparingen kunnen opleveren.

"We hebben het ontwerp van een bestaande injector ontworpen die we al hebben getest en het ontwerp hebben aangepast zodat de injector met een 3D-printer kan worden gemaakt", aldus Brad Bullard, de voortstuwingsingenieur die verantwoordelijk is voor het ontwerp van de injector. "We kunnen testgegevens direct vergelijken voor zowel de traditioneel gemonteerde injector als de 3D-geprinte injector om te zien of er een verschil in prestaties is."

Vroege gegevens van de test, uitgevoerd bij drukken tot 1.400 pond per vierkante inch absoluut en bij bijna 6.000 graden Fahrenheit, geven aan dat de injector perfect werkte. In de komende dagen zullen technici computerscans en andere inspecties uitvoeren om het onderdeel van dichterbij te onderzoeken.

Bekijk een video van de onderstaande test:

> Alternatieve testvideo # 1
> Ingenieurs leggen de waarde van driedimensionale geprinte raketonderdelen uit

De injector is gemaakt door Directed Manufacturing Inc. uit Austin, Texas, maar NASA is eigenaar van het injectorontwerp. NASA zal de test- en materiaalgegevens beschikbaar maken voor alle Amerikaanse bedrijven via de database Materiaal- en procesinformatiesystemen die wordt beheerd door het laboratorium voor materialen en processen van Marshall.

NASA streeft ernaar om technologieën zoals 3D-printen vooruit te helpen om elk aspect van ruimteverkenning kosteneffectiever te maken. Deze test bouwt voort op eerdere hot-fire-tests uitgevoerd met kleinere injectoren bij Marshall en bij het Glenn Research Center van NASA in Cleveland. Marshall-technici hebben onlangs tests voltooid met Made in Space, een bedrijf van Moffett Field, Californië, dat samenwerkt met de NASA om een ​​3D-printer te ontwikkelen en testen die binnenkort gereedschappen gaat afdrukken voor de bemanning van het internationale ruimtestation. NASA onderzoekt zelfs de mogelijkheid om voedsel te printen voor lange ruimtemissies.

NASA is een toonaangevende partner in het National Network for Manufacturing Innovation en het Advanced Manufacturing Initiative, dat onderzoekt met behulp van additive manufacturing en andere geavanceerde materiaalprocessen om de kosten van ruimtevlucht te verminderen.

menu
menu