3Dプリントされたロケットが爆発するように設定

今年の夏のケープカナベラルからのテラン1の打ち上げが成功した場合、 相対性空間 完全に3Dプリントされたロケットを宇宙に送る最初の航空宇宙製造会社になります。 その後すぐに、カリフォルニアの新興企業が ランチャー SpaceXから宇宙へのブーストを取得した後、3Dプリントロケットエンジンを搭載したOrbiter衛星プラットフォームを展開します。

アディティブマニュファクチャリングとも呼ばれる3D印刷が、宇宙産業に与えた影響を過大評価することはできません。 これほど多くの企業がこの業界に参入し、車両、エンジン、ロケットをこれほど低コストで短期間で提供できるようにしたテクノロジーは他にありません。 そして今、より多くの市販の3Dプリンターが宇宙に価値のあるコンポーネントを大量生産する仕事をしていることを証明するにつれて、スタートアップロケットメーカーの数は急成長する準備ができています。

たとえば、英国を拠点とする航空宇宙会社 Orbex ドイツのメーカーEOSの最新の金属3Dプリンターで作られた、その3D印刷されたロケットが、年末までにスコットランドから爆発することを望んでいます。 そして米国では、若いロケットエンジンメーカー おおぐま座 現在利用できないロシア製の推進力源を置き換えるように設計された新しいArroway推進エンジンを注文しています。 また、利用可能な金属3Dプリンターを使用して3D印刷されます。

「私たちの会社は3D印刷なしでは存在しなかったと思います」と、SpaceXで3年間過ごしたUrsaMajorの高度な製造および材料のディレクターであるJakeBowlesは言います。 「私たちの進化は、XNUMXDプリントの存在と成熟度に強く関係していました。」

おおぐま座は、3Dプリンターでのプロトタイプ作成と製造によってのみ可能であった、数年ではなく数か月で、以前よりもはるかに速いペースでエンジンを市場に投入することを目指しました、とボウルズ氏は言います。

Relativity Spaceなどがロケット用に独自の3D印刷技術を開発した一方で、Bowles氏は、新しい商用3Dプリンターを使用することで、Ursa Majorがコストを抑え、自社製3Dプリンターに必要な初期の技術開発に遭遇することなく設計を迅速に繰り返すことができたと述べています。 。

「私たちのチームは、航空宇宙および宇宙打ち上げ市場のシェアをめぐって多くの競争があるため、革新をもたらす新しい3Dプリンター会社を絶えず評価しています」とBowles氏は言います。 Strategic Market Researchによると、世界の航空宇宙3D印刷の市場規模は、9.27年までに2030億ドルに達すると予測されています。

企業は、Amazonなどの企業に最も強力で、最も柔軟で、最も安価なオプションを提供するために競争しています。AMZN
、衛星を軌道に乗せてグローバルブロードバンドを提供し、地球上の活動の高解像度画像をキャプチャし、さらには超富裕層向けのプライベート宇宙ステーションホテルを設立しようとしています。

宇宙を商業化する競争を煽る3Dプリント

NASAのスペースシャトルプログラムと比較して打ち上げコストを最大95％削減する付加製造技術により、ロケットメーカー間の激しい競争を推進する軌道からのより多くのサービスへの扉が開かれています。 ランチャーの会社のスローガンは、ウォルマートの広告のように書かれています。

衛星配備のコストを数百万ドル削減することで、最近、米国宇宙軍からランチャーの資金を獲得し、2年に飛行する予定のランチャーライトロケット用のE-3D印刷された高性能液体ロケットエンジンをさらに開発しました。米国宇宙軍「ランチャーのE-2024液体ロケットエンジンは、小型衛星を専用の小型ロケットで軌道に乗せるための価格を大幅に下げる可能性があります。これは、宇宙軍の重要な機能であり優先事項です。」

コストを削減し、生産をスピードアップするために、LauncherはEOSの3DプリンターとカリフォルニアベースのVelo3Dも使用しています。

「ロケットエンジンのターボポンプ部品は通常、鋳造、鍛造、溶接が必要です」と、Launcherの創設者兼CEOであるMaxHaotは述べています。 「これらのプロセスに必要なツールは、開発コストを増加させ、設計の反復間の柔軟性を低下させます。 Velo3Dのゼロ度テクノロジーのおかげで、回転するインコネルシュラウド付きインペラーを含むターボポンプを3D印刷する機能により、各プロトタイプ間の反復により、低コストでイノベーションを促進できるようになりました。」

航空宇宙の従来の製造方法では、ポンプで供給される酸素が豊富な二段燃焼エンジンのような、構築とテストのための工具に12〜XNUMXか月のリードタイムと莫大な費用がかかると聞くのが一般的です、とシニア推進力のEduardoRondonは言いますSpaceXのもうXNUMX人のベテランであるUrsaMajorのアナリスト。 「アディティブマニュファクチャリングにより、新しいデザインをテストスタンドに配置し、変更を加え、代替アーキテクチャで作業し、印刷して、数週間でスタンドに配置することができます。」

Orbex 3Dは、ランチャーと同じ種類のプリンターでロケットを印刷します。 AMCM M4K-4 2021年に発売されたEOSの金属印刷プラットフォーム。同社はドイツのSLMSolutionsの金属3Dプリンターも使用しています。

スタートアップだけでなく3Dプリント

SpaceXが3年に3DプリントされたSuperDracoロケットエンジンを発表して以来、2013Dプリントは宇宙で長い歴史があります。

航空宇宙の巨人エアロジェットロケットダインアジード
2017年にBantamロケットエンジンファミリーを再設計し、付加的な製造機能を最大限に活用して、従来の製造方法と比較してコストを約65％削減しながら、設計と製造の合計時間をXNUMX年以上から数か月に短縮します。

「これらのエンジンは、通常100を超える部品で構成され、インジェクターアセンブリ、燃焼室、モノリシックスロートおよびノズルセクションのXNUMXつの添加剤で製造された主要コンポーネントのみで構成されています」と同社は言います。

商用衛星打ち上げの別のパイオニアであるロケットラボは、3年に軽量の2017Dプリントロケットエンジンであるラザフォードを最初に打ち上げました。その燃焼室、インジェクター、ポンプ、および主推進剤バルブはすべて3Dプリントされており、すでに27回の打ち上げに電力を供給しています。今週のものも含みます。

火曜日に、 ロケットラボ ラザフォードエンジンは、ニュージーランドからの同社のエレクトロンロケットに、月に向けたNASAペイロードで動力を供給しました。

NASAと熟練した打ち上げのベテランが何年にもわたって積層造形をテストし、検証し、プログラムに組み込んでいるという事実にもかかわらず、今日の商用3D印刷技術と高度な金属合金材料は急速に成熟しているため、Launcher、Ursa Major、Orbexなどの企業はプロトタイプから発売まで、より少ない時間でより少ない費用で。

「私たちは最初の日から3D印刷を中心に設計し、それが提供する機能を利用することから始めました」とBowels氏は言います。 「これにより、3D印刷用に設計を最適化する方法に関する社内のノウハウを構築することができました。これを、市場の需要を満たすために開発および販売する必要のある新しいエンジンに適用できます。 そして、その方法をすでに知っていることで、より早く市場に参入することができます。」