Die boomende Raumfahrtindustrie wird durch allgemeine Wettbewerbsvorgaben angetrieben: Raketen, die kleiner, effizienter und kostengünstiger herzustellen sind. Während große Akteure der Branche wie SpaceX und Blauer Ursprung mit ihrer Arbeit für die meisten Schlagzeilen sorgen, gibt es andere, die Barrieren durchbrechen und zu Innovationen in der gesamten Branche beitragen.
Launcher, zum Beispiel, ist ein Unternehmen mit einer Vision: den leistungsstärksten Motor zu entwickeln im kleinen Satelliten launcher Klasse mit dem größten Schub, dem niedrigsten Treibstoffverbrauch und den niedrigsten Kosten pro Pfund Schub. Mit anderen Worten, die stärkste und günstigste Rakete ihrer Klasse.
Um diese Vision zu verwirklichen, Launcher nutzt eine Vielzahl innovativer Design- und Fertigungslösungen, einschließlich des 3D-Metalldrucks durch seinen Partner Stratasys Direct Manufacturing, der wiederum die fortschrittliche End-to-End-Lösung für additive Metallfertigung (AM) von Velo3D nutzt.
Eine extreme Herausforderung
LauncherDas E-2-Flüssigkeitsraketentriebwerk von ist ein wahres technologisches Wunderwerk. Es wird mit flüssigem Sauerstoff (LOX) und Kerosin (RP-1) betrieben und ist bereit, die Mission des Unternehmens einer leistungsstarken, kostengünstigen Rakete zu erfüllen, und wird als Antriebssystem dienen, das ihre leichte Rakete steuert, die für Testflüge bestimmt ist 2024.
Um seinen Plan für die E-2-Rakete auszuführen, Launcher benötigte eine kritische Komponente – ein hochpräzises und ausgewuchtetes Turbopumpenlaufrad – das in der Lage war, sich mit den erforderlichen 30,000 U / min zu drehen, unter kryogenen Bedingungen beim Transport von flüssigem Sauerstoff.
Angesichts der extremen Bedingungen des Motors könnte jede Unwucht im Induktor/Laufrad zu einer Fehlausrichtung bei der Drehung führen, was zu Reibung zwischen dem Rotator und dem Stator führen würde, was dann zu einer sofortigen, schnellen Demontage führen würde.
Bei der Analyse möglicher Herstellungsverfahren für das Laufrad Launcher und Stratasys eliminierte traditionelle Produktionsprozesse wie Löten oder Schweißen aufgrund langer Vorlaufzeiten, hoher Kosten und Designbeschränkungen.
Bei der Erforschung älterer additiver Metallfertigungssysteme stießen sie auf Druckbeschränkungen sowie auf andere Herausforderungen bei der Herstellung komplexer Metallteile. Um ein ausgewogenes, zuverlässiges Design zu erreichen, das hohe Drehzahlen erreichen kann, war es wichtig, dass das Laufrad strenge geometrische Spezifikationen erfüllt. In herkömmlichen Metall-AM-Systemen müssen Teile dieser Komplexität mit Stützstrukturen gedruckt werden, oft in einem Winkel, was dazu führen kann, dass das Teil länglich oder unrund wird und nicht innerhalb der für das Endprodukt erforderlichen Toleranzen ausgeglichen werden kann.
Velo3D zur Rettung
Nach der Erkundung der Alternativen, Stratasys und Launcher entschied sich für die fortschrittliche Metall-AM-Lösung von Velo3D, um das Laufrad für ihren E-2-Motor auszuführen.
Die End-to-End-Lösung von Velo3D bedeutete, dass das Teiledesign nicht angepasst oder beeinträchtigt werden musste, um es an die Parameter des Druckprozesses anzupassen. Und aufgrund des einzigartigen Druckverfahrens von Velo3D konnten die Teile mit minimalen bis gar keinen Stützen hergestellt werden, was nicht nur die Notwendigkeit der Nachbearbeitung drastisch reduzierte, sondern auch keine geneigte Druckkonfiguration erforderte, was Verwerfungen eliminierte und eine bessere Balance lieferte im Enddruck.
Bei dem gedruckten Teil beaufsichtigte Stratasys kundenspezifische Nachbearbeitungs- und Validierungstests, bevor das Laufrad zum Testen bereit war. Sobald es sich im Motor befindet, hat das Laufrad alle Effizienzkriterien erfüllt oder übertroffen.
Um darüber zu erfahren, lesen Sie unbedingt unseren Leitfaden: Launcher's E-2-Projekt und die entscheidende Rolle, die Velo3D dabei spielte, Lesen Sie hier die vollständige Fallstudie.
