L'industria spaziale in forte espansione è guidata da mandati competitivi su tutta la linea: razzi più piccoli, più efficienti, più economici da produrre. Mentre ai principali attori del settore piace SpaceX ed blue Origin tendono a raccogliere il maggior numero di titoli per il loro lavoro, ce ne sono altri che stanno rompendo le barriere e contribuendo all'innovazione in tutto il settore.
Launcher, ad esempio, è un'azienda con una visione: progettare il motore più performante nel piccolo satellite launcher classe con la spinta maggiore, il consumo di propellente più basso e il costo per libbra di spinta più basso. In altre parole, il razzo più potente e meno costoso della sua categoria.
Per realizzare questa visione, Launcher sta sfruttando una serie di soluzioni innovative di progettazione e produzione, inclusa la stampa 3D in metallo attraverso il loro partner Stratasys Direct Manufacturing, che a sua volta sta sfruttando la soluzione avanzata di produzione additiva in metallo (AM) end-to-end Velo3D.
Una sfida estrema
LauncherIl motore a razzo liquido E-2 di è davvero una meraviglia tecnologica. Funzionando con ossigeno liquido (LOX) e cherosene (RP-1), è pronto a soddisfare la missione dell'azienda di un potente razzo a basso costo e fungerà da sistema di propulsione che guida il loro razzo leggero che è impostato per i voli di prova in 2024.
Per eseguire il suo piano per il razzo E-2, Launcher necessitava di un componente critico, una girante della turbopompa altamente precisa ed equilibrata, in grado di girare ai 30,000 giri/min richiesti, in condizioni criogeniche, durante il trasporto di ossigeno liquido.
Date le condizioni estreme del motore, un eventuale squilibrio dell'induttore/girante potrebbe portare a disallineamenti in rotazione, provocando attriti tra il rotatore e lo statore, che porterebbero quindi ad un immediato e rapido smontaggio.
Nell'analizzare i potenziali metodi di produzione per la girante, Launcher e Stratasys hanno eliminato i processi di produzione tradizionali come la brasatura o la saldatura a causa dei lunghi tempi di consegna, dei costi elevati e dei limiti di progettazione.
Nell'esplorare i sistemi di produzione additiva in metallo legacy, si sono imbattuti in limiti di stampa e in altre sfide nella produzione di parti metalliche complesse. Per ottenere un design equilibrato e affidabile in grado di raggiungere un elevato numero di giri, era essenziale che la girante soddisfacesse rigorose specifiche geometriche. Nei tradizionali sistemi AM in metallo, le parti di questa complessità devono essere stampate con strutture di supporto, spesso inclinate, che possono lasciare la parte allungata o fuori circonferenza e impossibile da bilanciare entro le tolleranze necessarie per il prodotto finale.
Velo3D in soccorso
Dopo aver esplorato le alternative, Stratasys e Launcher ha deciso di utilizzare l'avanzata soluzione AM in metallo di Velo3D per eseguire la girante per il loro motore E-2.
La soluzione end-to-end di Velo3D significava che il design della parte non doveva essere regolato o compromesso per adattarsi ai parametri del processo di stampa. E, grazie all'esclusivo processo di stampa di Velo3D, le parti potevano essere prodotte con supporti minimi o nulli, il che non solo riduceva drasticamente la necessità di post-elaborazione, ma non richiedeva anche una configurazione di stampa inclinata che eliminava la deformazione e forniva un migliore equilibrio nella stampa finale.
Con la parte stampata, Stratasys ha supervisionato la post-elaborazione personalizzata e i test di convalida prima che la girante fosse pronta per il test. Una volta nel motore, la girante ha soddisfatto o superato tutti i parametri di efficienza.
Per saperne di più su Launcheril progetto E-2 di e il ruolo fondamentale che Velo3D ha svolto nel processo, leggi il case study completo qui.
