נאס"א באמצעות הדפסה לייזר 3D כדי ליצור חלקי טילים מורכבים

Anonim

נאס"א באמצעות הדפסה לייזר 3D כדי ליצור חלקי טילים מורכבים

חלל

דוד שונדי

10 בנובמבר 2012

7 תמונות

M2 מכונת Cusing במבצע (תמונה: NASA)

מהנדסי נאס"א משתמשים במערכת לייזר להדפסה תלת-ממדית כדי לייצר חלקי מתכת מורכבים כגון רכיבי מנוע טילים עבור הדור הבא של מערכת השקת החלל (SLS). השיטה הנקראת "לייזר להיתוך סלקטיבי" (SLM) מבטיח לייעל את ייצור ולהפחית באופן משמעותי את עלויות הייצור.

מנועי הרקטות מורכבים כמו שעונים מדויקים, אבל שעונים לא צריך להתמודד עם נוזלים קורוזיביים או קריוגניים מאוד, גזים חמים מספיק כדי להמיס פלדה, או הרס הרס ותנודות. מנועי רוקט צריכים לעשות את כל זה בפעם הראשונה שהם משתמשים בהם והם צריכים להתאים הרבה ציוד להילוך צר מאוד. בודה את החלקים עבור המנועים האלה היא משימה מדויקת, זמן רב ויקר. מאז רבים של המרכיבים שלהם הם מאוד מסובך, מה שהופך אותם הוא רק סוג של עבודה עבור 3D מדפסות.

חתיכת הבדיקה הראשונה המיוצרים על מכונת M2 Cusing (תמונה: NASA / MSFC / אנדי Hardin)

עבור SLS, NASA משתמש M2 Cusing Machine שנבנה על ידי קונספט לייזר, המהווה חלוקה של הופמן חדשנות קבוצת Lichtenfels, גרמניה. M2 דומה בעיקרון למדפסות 3D אחרות, אך במקום לגרום לפולימרים להגדיר, M2 עובד נירוסטה, פלדה עבד חם, אלומיניום, טיטניום וסגסוגת ניקל באמצעות לייזר סיבים 200 W.

"בעיקרון, מכונה זו לוקחת אבקת מתכת ומשתמשת בלייזר בעל אנרגיה גבוהה כדי להמיס אותה בתבנית מתוכננת, " אומר קן קופר, צוות ייצור מתקדם במרכז מרשל. "הלייזר ישכפל את האבק הנמס כדי למזג כל חלק שאנו זקוקים לו מהקרקע, ליצור עיצובים מורכבים, התהליך מייצר חלקים בעלי גיאומטריה מורכבת ומאפיינים מכאניים מדויקים מתכנון תלת-מימדי בעזרת מחשב."

M2 מכונת Cusing במבצע (תמונה: NASA)

שיטה זו מאפשרת לחלקים שהיו צריכים להיבנות בשלבי משנה פשוטים, ולאחר מכן להיצמד יחדיו לתהליך אחד, מה שמבטל בעיות ייצור רבות ויכול להפחית עלויות על ידי חצי. זה גם משפר את הבטיחות כי אבקות מתכת כמו טיטניום לשרוף באוויר, כך M2 נועד לפברק את החלקים באווירה ניטרלית ללא פיקוח.

"תהליך זה מפחית באופן משמעותי את זמן הייצור הנדרש כדי לייצר חלקים מחודשים עד שבועות או אפילו ימים במקרים מסוימים, " אמר אנדי Hardin, אינטגרציה חומרה להוביל עבור מנועי במשרד SLS. "זה" שיפור משמעותי ב affordability, חוסך זמן וכסף.כמו כן, מאז שאנחנו לא ריתוך חלקים יחד, החלקים הם מבניים חזק יותר אמין יותר, אשר יוצר רכב בטוח יותר. "

הרעיון של האמן של מנוע J-2X (Image, NASA)

נאס"א מתכננת להשתמש ב- M2 כדי להדפיס חלקי מנוע עבור מנוע J-2X, המיועד לשלב העליון של ה- SLS. חלקים אלה יעברו בדיקות מבניות ואש חם, ואם יצליח, יהיה יום אחד להגביר את האסטרונאוטים לחלל במשימות אל הירח ומעבר לו.

הטיסה הראשונה SLS מטוס ללא טייס מיועד בסוף 2017.

מקור: נאס"א

חתיכת הבדיקה הראשונה המיוצרים על מכונת M2 Cusing (תמונה: NASA / MSFC / אנדי Hardin)

מכונת M2 Cusing (תמונה: קונספט לייזר)

רכיב שנעשה על ידי M2 מכונת Cusing (תמונה: לייזר קונספט)

מכונת M2 Cusing (תמונה: NASA / MSFC / אנדי Hardin)

הרעיון של האמן של מנוע J-2X (Image, NASA)

M2 מכונת Cusing במבצע (תמונה: NASA)

M2 מכונת Cusing במבצע (תמונה: NASA)