НАСА внедряет лазерные 3D-принтеры для печати сложных ракетных компонентов

Инженеры НАСА используют лазерные 3D-принтеры для производства металлических частей, таких как компоненты ракетного двигателя от ракетоносителя следующего поколения, Space Launch System (SLS). Метод под названием "селективная лазерная плавка" позволяет не только упростить производство, но и значительно снизить затраты на него.

Ракетные двигатели не уступают в сложности устройства высокоточным часам, при том что часам не приходится иметь дело с коррозийными и криогенными жидкостями, а также с газами, температура которых легко может расплавить сталь, и с деструктивными нагрузками и вибрациями. Ракетные двигатели вынуждены справляться со всем этими факторами, начиная с первого же применения их на практике, при этом умещаясь в очень ограниченном пространстве. Производство частей для этих ракетных двигателей - это трудный, времязатратный и дорогостоящий процесс. Поскольку многие из этих компонентов очень сложны в производстве, то инженеры НАСА решили применить для этого 3D-принтеры.

Для SLS НАСА использует M2 Cusing Machine от немецкой компании Concept Laser. Принцип работы M2 схож с другими 3D-принтерами, но вместо полимеров, применяются порошки нержавеющей стали, теплостойкой стали, алюминиевых, титановых и никелевых сплавов, которые расплавляются с помощью волоконного лазера мощностью в 200Вт.

"По сути, эта машина берет металлический порошок и плавит его с помощью лазера высокой энергии по определенному образцу", - пояснил Кен Купер, технолог из Marshall Center. "Лазер выкладывает слой плавкого порошка и плавит его, формируя нужную форму любого уровня сложности. Данный процесс позволяет создавать компоненты со сложной геометрической формой и заданными механическими свойствами на базе трехмерных компьютерных моделей".

Этот метод позволяет исключить из производственного процесса множество промежуточных шагов, снижая цену в два раза.

"Данный процесс значительно уменьшает временные затраты на производство частей. То, на что уходили месяцы, теперь можно сделать за недели или даже считанные дни", - сказал Энди Хардин из SLS. "Это значительно экономит как время, так и деньги. Также, поскольку мы не используем сварку, элементы обладают более высокой структурной прочностью и надежностью, а это обеспечивает безопасность полета".

НАСА планирует использовать M2 для печати элементов двигателя J-2X, который применяется в SLS. Эти компоненты будут подвергнуты структурным и температурным тестам, в случае успешного прохождения которых, будут использованы для доставки астронавтов на Луну и даже дальше.

Первый беспилотный полет SLS намечен на вторую половину 2017 года.

Оригинал (на англ. языке): Gizmag.com

• Исследователи улучшили эффективность и долговечность солнечных элементов
• Тёмная материя: Как камера отслеживает невидимое
• Мягкий, растяжимый электрод имитирует тактильные ощущения с помощью электрических сигналов
• Новая и улучшенная камера, вдохновленная человеческим глазом
• Машинное обучение может помочь ответить на давние астрофизические вопросы
• Ученые связывают износ двигателей самолетов с попаданием пыли в крупных аэропортах
• Цемент, вдохновленный раковинами, стал в 19 раз гибче благодаря «спроектированным дефектам»
• Самый длинный в Северной Америке вантовый мост соединяет США и Канаду