Ang mga NASA rocket engine sa hinaharap ay maaaring magsama ng malakihang pag-print sa 3D

Ang blower na hinimok ng lakas na enerhiya ay maaaring lumikha ng malalaking istraktura – tulad ng mga nozzles ng engine – mas mura at mas mabilis kaysa sa tradisyunal na pamamaraan ng pagmamanupaktura. May-akda: NASA

Sa ilalim ng programa ng Artemis, NASA ibabalik ang mga astronaut sa buwan, kung saan maghahanda kami para sa pagsasaliksik ng tao Mars. Ang mga dalubhasa mula sa NASA, industriya at akademya – mga tagagawa ng additives o 3D na pag-print – makabagong pamamaraan ng pag-print ng mga bahagi ng rocket na maaaring magbigay ng mga paglalakbay na ito.

Ang Rapid Engine Analysis at Production Engine Engine Project ng NASA, o RAMPT, ay nagtataguyod ng pagbuo ng mga diskarte para sa paggawa ng mga aplikasyon para sa 3D na pagpi-print ng mga bahagi ng rocket engine na gumagamit ng metal na pulbos at lasers. Ang pamamaraan, na tinawag na pulbos na paglabas, na naglalayon sa paglalapat ng enerhiya, ay maaaring mabawasan ang gastos at oras ng paggawa ng malalaking mga kumplikadong bahagi ng engine tulad ng mga nozzles at mga combustion room. Ang mga nakaraang pag-unlad sa paggawa ng mga additives ay hindi nagkaroon ng malawak na mga kakayahan na ibinigay ng bagong teknolohiyang ito.

“Ang pagsulong sa teknolohiya ay mahalaga dahil pinapayagan kaming makagawa ng pinaka-kumplikado at mamahaling mga bahagi ng rocket engine sa mas mababang gastos kaysa sa nakaraan,” sabi ni Drew Hope, tagapamahala ng Game Development Program ng NASA, na pinondohan ang proyekto ng RAMPT. “Bilang karagdagan, papayagan ang mga kumpanya sa industriya ng aerospace at higit pa na gawin ang pareho at ilapat ang teknolohiyang ito ng pagmamanupaktura sa mga industriya ng medikal, transportasyon at imprastraktura.”


Ang mga inhinyero ng NASA ay nagsisiyasat ng isang bagong paraan upang gumawa ng mga bahagi ng rocket engine na gumagamit ng metal na pulbos at laser. Ang pamamaraan, na tinawag na pulverized na enerhiya ng pulbos, ay mas mabilis at mas abot-kayang kaysa sa maginoo na pamamaraan ng pagmamanupaktura. Ang pag-unlad ay bahagi ng proyekto ng Rapid Engine Analysis and Manufacturing Technology (RAMPT) ng NASA. May-akda: NASA

Ang pamamaraang pag-print ay nag-iikot ng metal pulbos sa isang laser-pinainitang layer ng tinunaw na metal o sa isang layer ng natutunaw. Ang tinatangay na pulbos na nguso ng gripo at mga optika ng laser ay isinama sa print head. Ang print head na ito ay nakakabit sa robot at gumagalaw sa isang pattern na tinukoy ng isang computer na lumilikha ng isang layer nang paisa-isa. Ang pamamaraan ng paggawa ay may maraming mga pakinabang, kabilang ang kakayahang gumawa ng napakalaking piraso – limitado lamang sa laki ng silid kung saan nilikha ang mga ito. Maaari din itong magamit upang mai-print ang mga kumplikadong bahagi, kabilang ang mga nozzles ng engine na may panloob na mga channel ng coolant. Ang mga nozzles ng rocket engine, na naglalaman ng mga panloob na channel ng coolant, ay ipinapasa sa mga cryogenic engine channel upang mapanatili ang mga nozzles sa isang ligtas na temperatura.

“Ayon sa kaugalian, ang paggawa ng mga nozzles ay mahirap, at maaaring magtagal ito,” sabi ni Paul Gradle, pinuno ng mananaliksik na RAMPT sa Marshall Space Flight Center sa Huntsville, Alabama. “Ang paggawa ng mga additives na naglalayong naglalabas ng pulbos ay nagbibigay-daan sa iyo upang lumikha ng napakalaking mga sangkap na may kumplikadong panloob na mga katangian na dating imposible. Maaari naming mabawasan nang malaki ang oras at mga gastos na nauugnay sa mga nozzles ng pagmamanupaktura na may isang paglamig na channel at iba pang mahahalagang bahagi ng rocket.

Sopistikadong mga disenyo ng 3D pag-print ng mga rocket engine

Ang mga sopistikadong disenyo, tulad ng mga nozzles ng motor na may built-in na mga pader ng channel, ay maaaring gawa-gawa gamit ang isang pulbos na direksyon ng enerhiya na pulbos. Ang mga gilid ng nguso ng gripo at ang pader ng channel ay tuktok na makapal na may ilang mga piraso ng laptop. May-akda: NASA

Kamakailan ay ginamit ng koponan ng RAMPT ang pamamaraang ito upang makagawa ng isa sa pinakamalaking mga nozzles na na-print ng NASA, 40 pulgada ang lapad at 38 pulgada ang taas na may ganap na isinamang mga duct ng paglamig. Ang nozzle na ito ay ginawa sa oras ng pag-record – 30 araw lamang kumpara sa halos isang taon gamit ang tradisyunal na mga pamamaraan ng hinang, at ang pagkumpleto ay isang taon nang mas maaga kaysa sa pinlano, salamat sa mabilis na pagsulong ng teknolohiya.

Ang tagumpay ng proyekto ng RAMPT ay nakakuha ng pansin ng space system ng NASA, alinman SLS, koponan ng misil. Ang SLS ng NASA kasama ang Orion spacecraft ay ang pundasyon ng aming mga plano sa pagsaliksik sa malalim na espasyo, kasama ang pagpapadala ng unang babae at susunod na lalaki sa buwan noong 2024 at paglikha ng napapanatiling pananaliksik sa pagtatapos ng dekada. Ang programa ng SLS ay namumuhunan sa proseso ng paggawa ng spray ng pulbos na naglalayong maglapat ng enerhiya, upang mapatunayan ito para sa paglalakbay sa kalawakan. Kasama ang RAMPT ang koponan ay gumagamit ng pamamaraan upang bumuo at suriin ang isang nguso ng gripo na may isang channel cooled sa 5 talampakan ang lapad at halos 7 talampakan ang taas.

“Ang paggawa ng mga nozzles sa dingding para sa mga duct at iba pang mga sangkap na gumagamit ng bagong uri ng paggawa ng additive na ito ay magbibigay-daan sa amin na gumawa ng mga SLS engine sa sukat na kinakailangan na may pinababang iskedyul at mabawasan ang gastos,” sabi ni Johnny Heflin, pinuno ng programang Liquid Engines ‘SLS.

Sa pamamagitan ng isang serye ng mahigpit na mga pagsubok sa mainit na apoy, ilalantad ng mga inhinyero ang bersyon ng sub-scale ng nguso ng gripo sa parehong temperatura ng pagkasunog na 6,000 degree at ang patuloy na presyon na kakaharapin nito sa panahon ng paglulunsad upang ipakita ang tibay at pagiging epektibo ng bagong naka-target na teknolohiya sa enerhiya.

Public-pribadong pakikipagsosyo

Habang ang NASA ay nangunguna sa paglalakbay sa teknolohiya na paglalakbay, ang pakikipagsosyo sa akademya at industriya ay may mahalagang papel. Sa ilalim ng isang kasunduan sa Unibersidad ng Auburn sa Alabama, nakikipagtulungan ang RAMPT sa mga dalubhasang kumpanya ng pagmamanupaktura na nagsusulong na ng “estado ng sining,” na nagpapalakas ng kanilang trabaho at ginagawang malawak na magagamit sa pribadong sektor ang mga teknolohiyang binuo ng pangkat na ito. Ang mga pakikipagsosyo na pampubliko at pribadong nagdagdag din ng halaga sa mga misyon ng NASA habang ang mga kasosyo ay nagbabahagi ng ilang mga gastos sa pag-unlad.

Ang pamumuhunan ng NASA sa direktang teknolohiya ng patong ng patong at pag-unlad ng materyal ay gaganap ng isang kritikal na papel sa pag-secure ng pinaka-ambisyoso na mga misyon sa intelihensiya. Ang Teknolohiya ay maaari ding maglaro ng isang mahalagang papel sa maraming iba pang mga industriya, kasama na ang komersyal na espasyo, na tumutulong na gawing mas mahusay na lugar ang mundo nang sabay-sabay.

Ang proyektong RAMPT ay pinondohan ng NASA Games Development Program bilang bahagi ng Space Technology Directorate. Kasama sa RAMPT ang mga kasosyo mula sa buong ahensya, kasama ang Glenn Research Center sa Cleveland, Ames Research Center ng NASA sa Silicon Valley, California, industriya at akademya.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang paglulunsad ng NASA Walnops rocket ay makikita sa East America

Mapa ng visibility ng Kinnet-X. Kredito: NASA A. Mission upang tuklasin ang transportasyon sa kalawakan gamit ang enerhiya a NASA Ang rocket na tunog...

Bakit kaya mahirap magamot ang COVID-19? Isang Komprehensibong Pagsuri sa Alam Namin

Lumalagong Mga Punto ng Katibayan ng Hindi Karaniwang Nakakahawang Profile Isang komprehensibong pagsusuri ng alam namin COVID-19 at kung paano ito gumagana ay nagmumungkahi na...

Nakikita ng NASA ang mga alon sa ibabaw ng dagat [Video]

Ang mga alon sa loob, o mga papasok na alon, ay maaaring umabot ng daan-daang mga paa sa ibaba ng ibabaw ng karagatan, ngunit...

Mga Kamangha-manghang Dinosauro na Naghahanap ng Kadiliman

Muling pagbuo ng Shuvuuia deserti artist. Kredito: Viktor Radermaker Ang maliit na dinosauro na nakatira sa disyerto ng Shuvuuia ay may natatanging paningin at...

Ang “Molecular glue” ay nagdaragdag ng kahusayan at ginagawang mas maaasahan ang pereskite solar cells sa paglipas ng panahon

Ginamit ng mga mananaliksik ang self-assemble na solong-layer na "molekular na pandikit" upang patigasin ang mga interface sa pereskite solar cells upang gawing mas...

Newsletter

Subscribe to stay updated.