活況を呈している宇宙産業は、より小さく、より効率的で、より安価に製造できるロケットという全面的な競争の要求によって推進されています。 業界の主要なプレーヤーが好む一方で、 SpaceX社 & ブルー原点 彼らの仕事が最も注目を集める傾向にある一方で、障壁を打ち破り、業界全体のイノベーションに貢献している人もいます。
Launcher、たとえば、最高のパフォーマンスのエンジンを設計するというビジョンを持つ企業です。 小さな衛星で launcher 最大の推力、最小の推進剤消費、最小の推力ポンドあたりのコストを備えたクラス。 言い換えれば、そのクラスで最も強力で最も安価なロケットです。
このビジョンを実現するために、 Launcher は、パートナーを通じて金属 3D プリントを含む、多くの革新的な設計および製造ソリューションを活用しています。 Stratasys Direct Manufacturing、Velo3D エンドツーエンドの高度な金属付加製造 (AM) ソリューションを活用しています。
極端な挑戦
Launcherの E-2 液体ロケット エンジンは、まさに技術の驚異です。 液体酸素 (LOX) と灯油 (RP-1) で動作するこのロケットは、強力で低コストのロケットという同社の使命を果たす準備ができており、米国でテスト飛行が予定されている Light ロケットを誘導する推進システムとして機能します。 2024年。
E-2ロケットの計画を実行するために、 Launcher 必要な 30,000 rpm で回転できる、高精度でバランスの取れたターボポンプ インペラーという重要なコンポーネントが必要でした。 極低温状態で、液体酸素を輸送しながら。
エンジンの極端な条件を考えると、インデューサー/インペラーの不均衡は、回転のずれにつながり、回転子と固定子の間に摩擦を引き起こし、すぐに急速な分解につながる可能性があります.
インペラーの潜在的な製造方法を分析する際に、 Launcher Stratasys は、リードタイムが長く、コストが高く、設計上の制約があるため、ろう付けや溶接などの従来の製造プロセスを排除しました。
従来の金属積層造形システムを調査する中で、印刷の制限や、複雑な金属部品を製造する際のその他の課題に直面しました。 高回転を実現できるバランスの取れた信頼性の高い設計を実現するには、インペラーが厳密な幾何学的仕様を満たすことが不可欠でした。 従来の金属 AM システムでは、この複雑な部品をサポート構造で印刷する必要があり、多くの場合、角度をつけて印刷する必要があります。これにより、部品が伸びたり、真円から外れたり、最終製品に必要な公差内でバランスを取ることができなくなったりする可能性があります。
救助へのVelo3D
代替案を検討した後、Stratasys と Launcher は、E-3 エンジンのインペラーを実行するために、Velo2D の高度な金属 AM ソリューションを採用することを決定しました。
Velo3D のエンド ツー エンド ソリューションは、印刷プロセスのパラメーターに合わせて部品の設計を調整したり妥協したりする必要がないことを意味しました。 また、Velo3D の独自の印刷プロセスにより、サポートを最小限またはまったく使用せずにパーツを製造でき、後処理の必要性が大幅に減少しただけでなく、傾斜した印刷構成を必要とせず、反りがなくなり、バランスが改善されました。最終印刷で。
Stratasys は、インペラーのテスト準備が整う前に、印刷された部品を使用して、カスタムの後処理と検証テストを監督しました。 エンジンに入ると、インペラーは効率のすべての基準を満たすか、それを上回りました。
の詳細については Launcherの E-2 プロジェクトと、その過程で Velo3D が果たした重要な役割、 ケーススタディの全文はこちら.
