Rocedi 3D-Argraffedig ar fin ffrwydro

Os bydd lansiad Terran1 yr haf hwn o Cape Canaveral yn llwyddiant, Gofod Perthnasedd fydd y cwmni gweithgynhyrchu awyrofod cyntaf i anfon roced wedi'i hargraffu'n gyfan gwbl 3D i'r gofod. Yn fuan wedyn, galwodd cwmni newydd o California Launcher yn defnyddio ei blatfform lloeren Orbiter wedi'i bweru gan beiriannau roced wedi'u hargraffu 3D ar ôl cael hwb i'r gofod gan SpaceX.

Mae'n anodd goramcangyfrif yr effaith y mae argraffu 3D - a elwir hefyd yn weithgynhyrchu ychwanegion - wedi'i chael ar y diwydiant gofod. Nid oes unrhyw dechnoleg arall wedi galluogi cymaint o gwmnïau i ymuno â'r diwydiant hwn a danfon cerbydau, injans a rocedi mewn cyfnod mor fyr ar gostau mor isel. Ac yn awr, mae nifer y gwneuthurwyr rocedi newydd ar fin cynyddu wrth i fwy o argraffwyr 3D sydd ar gael yn fasnachol brofi'r dasg o gorddi cydrannau sy'n deilwng o ofod.

Er enghraifft, cwmni awyrofod yn y DU Orbex yn gobeithio y bydd ei rocedi printiedig 3D, a wnaed gyda'r argraffydd metel 3D diweddaraf gan y gwneuthurwr Almaeneg EOS, yn ffrwydro o'r Alban erbyn diwedd y flwyddyn. Ac yn yr Unol Daleithiau, gwneuthurwr injan roced ifanc Ursa Major yn cymryd archebion yn awr ar gyfer ei injan gyriant Arroway newydd a gynlluniwyd i ddisodli'r ffynonellau gyriant Rwseg nad ydynt bellach ar gael. Mae hefyd wedi'i argraffu 3D gan ddefnyddio argraffwyr metel 3D sydd ar gael.

“Dydw i ddim yn meddwl y byddai ein cwmni yn bodoli heb argraffu 3D,” meddai Jake Bowles, cyfarwyddwr gweithgynhyrchu uwch a deunyddiau yn Ursa Major, a dreuliodd bum mlynedd yn SpaceX. “Roedd ein hesblygiad yn gysylltiedig yn gryf â bodolaeth ac aeddfedrwydd argraffu 3D.”

Aeth Ursa Major ati i ddod ag injan i’r farchnad ar gyflymder llawer cyflymach nag yr oedd wedi’i wneud o’r blaen, mewn misoedd nid blynyddoedd, a oedd yn bosibl dim ond trwy brototeipio a gweithgynhyrchu gydag argraffwyr 3D, meddai Bowles.

Tra bod Relativity Space ac eraill wedi datblygu technoleg argraffu 3D perchnogol ar gyfer eu rocedi, mae Bowles yn dweud bod defnyddio argraffwyr 3D masnachol newydd wedi galluogi Ursa Major i gadw costau dan reolaeth ac i ailadrodd dyluniadau yn gyflym, heb orfod baglu trwy'r datblygiad technoleg cynnar sy'n ofynnol gydag argraffwyr 3D cartref. .

“Mae ein tîm yn gyson yn gwerthuso cwmnïau argraffu 3D newydd yn dod allan gyda datblygiadau arloesol oherwydd mae llawer o gystadleuaeth am gyfran o'r farchnad lansio awyrofod a gofod,” meddai Bowles. Rhagwelir y bydd maint y farchnad argraffu 3D awyrofod fyd-eang yn cyrraedd $9.27 biliwn erbyn 2030, yn ôl Ymchwil Marchnad Strategol.

Mae cwmnïau'n rasio i gynnig yr opsiynau mwyaf pwerus, mwyaf hyblyg a rhataf i gwmnïau, fel AmazonAMZN
, sy'n edrych i roi lloerennau mewn orbit i ddarparu band eang byd-eang, dal delweddau cydraniad uchel o weithgaredd ar y ddaear, a hyd yn oed sefydlu gwestai gorsaf ofod preifat ar gyfer y tra-gyfoethog.

Argraffu 3D Tanwydd y Ras i Fasnacheiddio Gofod

Gyda thechnoleg gweithgynhyrchu ychwanegion yn torri costau lansio cymaint â 95% o'i gymharu â rhaglen gwennol ofod NASA, mae'r drws ar agor ar gyfer mwy o wasanaethau o orbit sy'n gyrru cystadleuaeth gref ymhlith gwneuthurwyr rocedi. Mae slogan cwmni Launcher yn darllen fel hysbyseb Walmart: “Unrhyw le yn y gofod am y gost isaf.”

Wrth dorri miliynau oddi ar y gost o leoli lloerennau, yn ddiweddar, llwyddodd Llu Gofod yr Unol Daleithiau i gael cyllid Lansiwr i ddatblygu ei injan roced hylif perfformiad uchel E-2 3D, perfformiad uchel ar gyfer y cerbyd lansio Launcher Light, sydd i fod i hedfan yn 2024. US Space Force Meddai: “Mae gan injan roced hylif E-2 y Lansiwr y potensial i ostwng yn sylweddol y pris i ddosbarthu lloerennau bach i orbitio ar gerbydau lansio bach pwrpasol, sy’n allu allweddol ac yn flaenoriaeth i’r Space Force.”

Er mwyn torri costau a chyflymu cynhyrchu, mae Launcher hefyd yn defnyddio argraffwyr 3D o EOS yn ogystal â Velo3D o California.

“Yn nodweddiadol mae angen castio, ffugio a weldio ar rannau turbopump injan roced,” meddai Max Haot, sylfaenydd a Phrif Swyddog Gweithredol Launcher. “Mae'r offer sydd eu hangen ar gyfer y prosesau hyn yn cynyddu cost datblygu ac yn lleihau hyblygrwydd rhwng fersiynau dylunio. Mae’r gallu i argraffu ein pwmp turbo mewn 3D, gan gynnwys impelwyr amdo Inconel cylchdroi, diolch i dechnoleg gradd sero Velo3D, yn ei gwneud hi’n bosibl nawr am gost is a mwy o arloesi trwy iteriad rhwng pob prototeip.”

Gyda dulliau gweithgynhyrchu traddodiadol ar gyfer awyrofod, mae'n gyffredin clywed am amseroedd arwain o naw i 12 mis a threuliau enfawr mewn offer i adeiladu a phrofi, rhywbeth fel injan hylosgi fesul cam llawn ocsigen sy'n cael ei fwydo â phwmp, meddai Eduardo Rondon, uwch-yriant. dadansoddwr yn Ursa Major, cyn-filwr arall o SpaceX. “Mae gweithgynhyrchu ychwanegion yn ein galluogi i roi dyluniad newydd ar y stondin brawf, penderfynu gwneud newid, gweithio ar bensaernïaeth arall, ei argraffu, a’i gael ar y stondin mewn wythnosau.”

Mae Orbex 3D yn argraffu ei rocedi ar yr un math o argraffydd â Launcher, y AMCM M4K-4 llwyfan argraffu metel gan EOS, a ddaeth allan yn 2021. Mae'r cwmni hefyd wedi defnyddio argraffwyr metel 3D gan gwmni Almaeneg SLM Solutions.

Argraffu 3D Nid yn unig ar gyfer Busnesau Newydd

Mae gan argraffu 3D hanes hir yn y gofod ers i SpaceX ddadorchuddio ei injan roced SuperDraco wedi'i hargraffu 3D yn 2013.

Y cawr awyrofod Aerojet RocketdyneAJRD
ailgynllunio ei deulu injan roced Bantam yn 2017 manteisio'n llawn ar alluoedd gweithgynhyrchu ychwanegion sy'n lleihau cyfanswm yr amser dylunio a gweithgynhyrchu o fwy na blwyddyn i ychydig o fisoedd tra'n gostwng y gost tua 65% o'i gymharu â dulliau gweithgynhyrchu confensiynol.

“Mae’r peiriannau hyn, a fyddai fel arfer yn cynnwys dros 100 o rannau, wedi’u hadeiladu o dair prif gydran a weithgynhyrchir gan ychwanegion: y cynulliad chwistrellu, y siambr hylosgi, ac adran gwddf a ffroenell monolithig,” meddai’r cwmni.

Lansiodd Rocket Lab, arloeswr arall mewn lansiadau lloeren fasnachol, ei injan roced ysgafn wedi'i hargraffu 3D, y Rutherford, am y tro cyntaf yn 2017. Mae ei siambr hylosgi, chwistrellwyr, pympiau, a phrif falfiau gyrru i gyd wedi'u hargraffu 3D ac maent eisoes wedi gyrru 27 lansiad, gan gynnwys yr un yr wythnos hon.

Ddydd Mawrth, Labordai Roced Pwerodd injan Rutherford roced Electron y cwmni o Seland Newydd gyda llwyth tâl NASA yn rhwym i'r lleuad.

Er gwaethaf y ffaith bod NASA a chyn-filwyr lansio profiadol wedi profi, dilysu, ac ymgorffori gweithgynhyrchu ychwanegion yn eu rhaglenni ers blynyddoedd, mae technoleg argraffu 3D masnachol heddiw a deunyddiau aloi metel datblygedig wedi aeddfedu mor gyflym fel y gall cwmnïau fel Launcher, Ursa Major, ac Orbex gael o brototeip i lansio mewn llai o amser am lai o arian.

“Fe ddechreuon ni o’r diwrnod cyntaf yn dylunio o gwmpas argraffu 3D, a manteisio ar y galluoedd y mae’n eu cynnig,” meddai Bowels. “Mae hyn wedi caniatáu i ni adeiladu gwybodaeth fewnol ar sut i optimeiddio dyluniadau ar gyfer argraffu 3D, y gallwn wedyn eu cymhwyso i beiriannau newydd y mae angen i ni eu datblygu a’u gwerthu i ateb galw’r farchnad. A thrwy wybod yn barod sut i wneud hynny gallwn gyrraedd y farchnad yn gyflymach.”