NASA skruvar upp tempot inom rymdforskningen och utforskandet av universum. Nu undersöker de möjligheterna med den additiva tillverkningstekniken DED, Directed Energy Deposition.
NASA:s Rapid Analysis and Manufacturing Propulsion Technology (RAMPT) är ett projekt som ska arbeta för att förbättra produktionsmetoder, prestanda och produktionskostnader för tillverkning av raketkammarenheter. Dessa enheter är vanligtvis de dyraste och mest tidskrävande delarna av raketmotorer. Inte bara på grund av att de är väldigt komplexa utan också på grund av vikten, eftersom varje gram kostar pengar när det ska upp i rymden.
Raketmotorn består av en förbränningskammare, ett munstycke och fogar. Motorn drivs av att bränsle blandas med ett oxidationsmedel i förbränningskammaren som i sin tur leder till varm avgas som sedan passerar genom munstycket för att påskynda flödet och därigenom bilda ett tryck.
Minska tid och kostnader
För att minska både tid och kostnad ersätter RAMPT några traditionella metalldelar i tryckkammaren med kompositmaterial. För att tillverka förbränningskammaren och munstycket används additiv tillverkning som smälter samman delarna istället för att de ska hållas ihop med fogar.
RAMPT-projektet undersöker användningen av DED-teknik, Directed Energy Deposition, för utskrift av raketdelar i metall med metallpulver och lasrar. Även om tidigare utveckling inom tillverkning av komponenter gjorts med liknande tekniker, lovar denna nya teknik storskaliga applikationer som ännu inte har uppnåtts, enligt NASA.
– Denna tekniska utveckling gör det möjligt för företag inom och utanför flygindustrin att göra detsamma och använda denna produktionsteknik för medicin-, transport- och infrastrukturindustrin, säger Drew Hope, chef för NASA:s Game Changing Development-program, som finansierar RAMPT-projektet.
En månad istället för ett år
DED-tekniken har använts för att skriva ut NASA:s största 3d-printade munstycken hittills, i skala 40 tum i diameter och 38 tum i höjd med integrerade kylkanaler. Munstycket, som med traditionella svetsmetoder tog ett år att producera, tillverkades på 30 dagar.
Projektets framgång har bland annat uppmärksammats av NASA:s Space Launch System team av raketforskare som arbetar med att undersöka tillverkningstekniken för användning i rymden. De har nu lagt till DED-tekniken för att på sikt certifiera det för rymdresor. Förutom RAMPT hoppas teamet att bygga och utvärdera ett kanalkylt munstycke som är ännu större – 5 fot i diameter och cirka 7 fot i höjd.
Del i Artemis-programmet
Som en del av Artemis-programmet hoppas NASA att använda denna teknik för att skicka astronauter till månen, där de kommer att förbereda sig för mänsklig utforskning av Mars.
