NASA изучает возможность 3D-печати крупногабаритных деталей ракетных двигателей методом прямого лазерного осаждения в рамках проекта RAMPT (Rapid Analysis and Manufacturing Propulsion Technology).
Методика прямого лазерного осаждения заключается в лазерном наплавлении металлических порошков, напыляемых потоком газа. Головка, оснащенная лазерной оптикой и системой подачи порошка, позиционируется многоосевым роботом-манипулятором, позволяющим создавать довольно крупные изделия со сложной внутренней геометрией, например интегрированными каналами для циркуляции охлаждающей жидкости, помогающими удерживать рабочие температуры в безопасных пределах. Самый большой из изготовленных на сегодняшний день по программе RAMPT образцов сопла ракетного двигателя достигает 96,5 сантиметров в высоту и одного метра в диаметре. Весь производственный цикл занял тридцать дней вместо привычного года, требуемого на изготовление сварного аналога.
Успехи команды RAMPT привлекли внимание конструкторов, работающих над SLS (Space Launch System) — сверхтяжелой ракетой-носителем нового поколения, предназначенной в том числе для запуска пилотируемых космических кораблей Orion к Луне в рамках программы Artemis, предусматривающей возобновление лунных экспедиций с 2024 года. Первый облет Луны без экипажа на борту должен состоятся уже в следующем году.
«Традиционное производство сопел — сложный процесс, отнимающий много времени. Аддитивное производство методом прямого лазерного осаждения порошков позволяет создавать весьма крупногабаритные компоненты со сложными внутренними формами, ранее нереализуемыми. Мы получаем возможность сокращения временных и денежных издержек, связанных с производством сопел с интегрированными охлаждающими каналами и других ключевых компонентов ракет», — рассказывает Пол Градл, один из руководителей проекта RAMPT в Центре космических полетов имени Джорджа Маршалла.
«Изготовление сопел с интегрированными каналами и других компонентов с помощью этой технологии аддитивного производства позволило бы нам производить двигатели для ракет-носителей SLS в требуемых масштабах, с повышением темпов производства и снижением себестоимости», — добавляет Джон Хефлин, менеджер отдела жидкостных ракетных двигателей программы SLS.
С целью сертификации технологии 3D-печати методом прямого лазерного осаждения для производства деталей космической техники команды RAMPT и SLS работают над увеличением масштаба изделий до полутора метров в диаметре и более чем двух метров в высоту с последующими огневыми испытаниями. Опытным образцам предстоит доказать возможность надежной эксплуатации при температурах порядка шести тысяч градусов.
Источник: 3dtoday.ru
