Инженеры NASA напечатали турбину ракетного насоса на 3D-принтере и совершили её опробования в Центре космических полетов имени Маршалла в Хантсвилле (Алабама). С момента собственного появления 3D-печать прекрасно зарекомендовала себя в макетировании. За последние несколько лет она начала переходить на новый этап – аддитивное производство.

Технологии объёмной печати уже сейчас разрешают изготавливать сложные железные подробности. Вопрос только в том, возможно ли их создавать без ущерба для ресурса и прочности.

Смотрите кроме этого: На 3D-принтере напечатали телевизор

Эксперты из FormLabs воссоздали копию модели телевизора Philco Predicta в уменьшенном виде. 60 лет назад эта модель пользовалась огромной популярностью в Соединенных Штатах из-за дизайнерского оформления. Составными частями Philco Predicta являлись главной блок и 20-дюймовый ЭЛТ-экран, оснащённый плоской фронтальной панелью. При помощи 3D-печати удалось создать все элементы корпуса телевизора.

Для изготовления фронтальной линзы разработчики применяли прозрачный полимер, а из коллекции компании Adafruit выбрали экран с 2-дюймовой диагональю.

Опробования ракетного топливного насоса (фото: NASA).

Одной из первых компаний, решившейся применять 3D-печать турбин, была Rolls-Royce. Начальник её подразделения по технологическим стратегиям Хеннер Вапенханс (Henner Wapenhans) официально подтвердил готовность применяеть 3D-принтеры для того чтобы авиационных двигателей в 2013 году. Похоже, сейчас настала очередь ракетных.

Ракетный топливный насос – главной блок двигателя РН, складывающегося из сотен подробностей. Одной из них есть турбина, которая вращается со скоростью до 95 тысяч оборотов в 60 секунд, нагнетая сжиженный водород. В таком режиме она подвергается громадным нагрузкам и скоро изнашивается. Исходя из этого любая подробность требует точного совмещения и прецизионного изготовления при сборке.

3D-печать разрешила уменьшить количество требуемых для насоса подробностей на 45% и ускорить их производство.

Ракетный топливный насос из подробностей, напечатанных на 3D-принтере (изображение: NASA/MSFC).

Турбину замечательных двигателей неизменно тяжело сделать классическими методами из-за её формы. другие методы и Фрезеровка обработки заготовок неизбежно приводят к большому количеству брака, а каждая пропущенная неточность может привести к падению и поломке ракеты. 3D-печать разрешает упростить процесс изготовления и добиться нужного запаса прочности.

В составе ракетного насоса турбина прокачивает горючее температурой -240? C, которое после этого сгорает в реактивной струе (3315? C).

Перепад температур в три с половиной тысячи градусов на маленьком участке требует сложной теплоизоляции, но кроме того с её учётом ведет к стремительному износу всех конструктивных элементов. Задача первой ступени – отработать 2-3 60 секунд. Второй и последующих – до пяти мин..

При наличии любого недостатка топливный насос не сможет продержаться кроме того столь маленькое время.

Спроектированная в NASA турбина была напечатана способом лазерного спекания железных порошков. По данной технологии железные частицы впрыскиваются вкамеруи сплавляются импульсами замечательного лазера с компьютерным управлением. Любая будущая подробность формируется слой за слоем, а избыток порошка после этого .

Готовая турбина планирует из напечатанных подробностей по окончании их полировки и закаливания.

В серии из пятнадцати тестов напечатанная турбина стабильно достигала полной мощности (2000 л.с.), прокачивая более чем 4500 литров жидкого водорода в 60 секунд и снабжая двигателю первой ступени расчётную тягу 15875 кг.

«Всего за два года отечественная команда создала и удачно протестировала разные компоненты ракетных двигателей, такие как топливный насос, клапаны и инжекторы, – комментирует инженер NASA Ник Кейс (Nick Case). – Если бы мы применяли классические производственные процессы, то данный же объём работ занял минимум в два раза большее время. Способ аддитивного производства разрешил NASA по-новому решить эту задачу».

С учётом ближайших возможностей по освоению Марса и Луны, для NASA 3D-печать делается приоритетной разработкой. Она разрешает не только упростить и удешевить изготовление сложных конструкций, но и сделать каждые космические миссии более самодостаточными. В долгий полёт не нужно будет вести тонну запчастей.

Все их возможно будет напечатать на месте по мере необходимости.

Создатель: Андрей Васильков

Случайная статья:

• Обзор advocam-fd7 profi-gps: флагманский видеорегистратор с записью 2304 х 1296 пикселей
• Обзор видеокарты asus strix r9 380 oc

Американцы печатают пистолеты на 3D-принтере

Похожие статьи:

• Пять вещей, которые можно распечатать на 3d-принтере. часть №2: как самому напечатать продолговатый мозг

  Продолжаем серию публикаций про возможности современных 3D-принтеров. Сейчас мы определим, как дома распечатать на принтере человеческий мозг. Методы…

• Летайте космолётами nasa!

  До тех пор пока в Российской Федерации незаметно прошёл Сутки графического дизайнера, зарубежные сотрудники делали необыкновенный заказ. По договору с…

• 3Dmark06: обзор движка в деталях

  Введение Наступивший год не стал исключением из спирали эволюции, принеся разработки и инновации, и новые продукты постоянно появляются . Прекрасно, что…