Редактор Geektimes
732,6
рейтинг
17 июля 2013 в 12:11

В NASA провели успешные испытания «отпечатанного» инжектора ракетного двигателя



На днях NASA сообщила о проведении успешных испытаний очередной модели инжектора ракетного двигателя. Вероятно, многие из вас видели фото или видео подобных испытаний. Если нет, то взглянуть на момент испытаний можно выше, где размещается анонсная фотография. Так вот, интересным моментом во всем этом является не столько то, что испытания прошли успешно, сколько то, что инжектор был «распечатан» при помощи особой технологии, которую можно считать одной из разновидностей 3D печати.

Сам процесс называется селективная лазерная плавка. Суть процесса в том, что высокоэнергетические лазерные лучи воздействуют на мелкую металлическую «пудру», порошок. В результате селективной плавки (очень точной, кстати), получаем необходимую деталь. Затраты энергии на подобный процесс достаточно высоки, но вероятно, здесь экономится время на создание сложных деталей. Да и не только время, но и деньги здесь экономятся, поскольку количество этапов производства ижектора ракетного двигателя сводится к минимуму. Соответственно, снижаются и операционные затраты.

Стоимость производства такого инжектора при помощи новой технологии — всего 30% от стоимости производства при помощи традиционной технологии. В общем-то, неплохо, особенно, если учитывать урезанный бюджет NASA.

По мнению руководителя дирекции космических технологий NASA Майкла Газарика, реализация и широкое использование таких технологий на Земле, а особенно в космосе, значительно расширяет перспективы космических миссий. Технология позволяет снизить время и стоимость производства деталей двигателя и деталей космических аппаратов.

Via DVICE
marks @marks
карма
170,7
рейтинг 732,6
Редактор Geektimes
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (58)

  • +5
    Пожалуй, ещё одной особенностью спекания порошка лазером для получения деталей заключается в том, что сама по себе установка не слишком громоздкая, не требует массивной станины, электричества разве что только много кушает. А это всё означает, что потенциально можно такую установку отправить на орбиту и там, на месте уже, создавать необходимые для ремонта детали.
    • +6
      Установка (по крайней мере сейчас) требует наличия гравитации, иначе порошок будет летать по всему рабочему объему вместо того, чтобы лежать ровными слоями.
      • 0
        У меня с физикой не всегда хорошо, но возникает вопрос — если пудра металлическая, то в чем сложности притянуть пудру магнитом? Она ровными слоями и ляжет, а уж электричества для электромагнита должно хватить, если установка такая энергоемкая
        • +3
          Одно из решений. Не без минусов, правда:
          1) Нельзя печатать немагнитными материалами.
          2) Не уверен, что упаковка порошка в магнитном поле будет плотной. Насыпьте на магнит железных опилок — они прилипнут друг к другу, выстроятся вдоль силовых линий, и получится довольно рыхлая структура.
          • 0
            Вообще «примагнитить» можно любой электропроводящий материал.
            • +2
              Э… медный порошок не получится, или я что-то пропустил?
              • 0
                Имелась в виду эл/маг индукция, видимо.
                • 0
                  Так это порошок должен быть из нано-катушечек что-ли? Или бубликов? :)
          • +7
            Вообще эффект гравитации можно и в космосе создать, если раскрутить установку (как здесь).
            • 0
              Это сильно усложнит, утяжелит и соответственно удорожит конструкцию и стоимость производства.
              • 0
                Это если не делать сразу станцию. А так жизнь космонавтам сильно упростит.
          • +1
            Как насчет вращения площадки для прижатия порошка (как в проектах кольцевых космических колоний, где люди живут на внешней стенке вращающегося тороида)?
            Товарищ VakarimaZ опередил меня.
          • –1
            Можно лектростатику использовать, но как и с магнитом, нужна ровная намагниченная или наэлектризованная поверхность. А создаваемя деталь будет произвольной формы. Быть может получится заполнять все пространство от станины до текущего уровня готовности детали. Но кажется слишком сложноватым.
          • +1
            К тому же, после определенной температуры, железо теряет свои магнитные свойства. Т.е. после оплавления, капелька металла будет вести себя нестабильно в таком процессе.
      • 0
        Порошок поди обладает магнитными свойствами, так что это лечится элетромагнитом, который в отличие от гравитации ещё и отключаем.
      • 0
        Кажется, каким либо образом заставить порошок слипаться (начиная от магнетизма и заканчивая смачиванием), это намного проще, чем ловить опилки после работы фрезы.

        Кстати, в невесомости можно действовать и наоборот, нагревать лазером точку и направлять туда струю порошка. Тот порошок, что летает в сборочной камере — собирать магнитами/фильтрами.
      • +2
        Да необязательно именно гравитации. Достаточно вращения.
      • 0
        А в чем проблема сделать гравитацию в космосе?
        • +2
          Да никакой проблемы, казалось бы. Однако до сих пор не сделали.
      • 0
        Может быть потоком воздуха порошок удерживать?
    • +1
      Особого смысла сейчас делать детали на орбите вроде нету, материал то с земли придется поднимать. Вот когда начнут осваивать добычу на метеоритах...)
      • +1
        Вполне есть. Один раз отправляете принтер для печати. Затем с земли надо запускать только брикеты с порошком. В отличии от деталей он лучше переносит перегрузки и занимает меньше объема. Плюс номенклатура деталей ограничена только доступными 3D моделями. А их то как раз можно легко передавать в космос.
        • +1
          Такой принтер и все узлы этой фабрики должны быть супер-надежным и супер-точными.
          На Земле у напечатанной детали можно 100500 раз проверить внутреннюю структуру (на наличие дефектов), провести кучу тестов на стендах, етц.
          А в космосе же — напечатали и сразу ставим в аппарат. Ну возможно проведем какие-то простейшие тесты на месте.
          Отправлять обратно детали на Землю — как-то не очень выгодно при таком раскладе, имхо (возможно, было бы выгодно, если бы их делали из материалов, добытых из метеоритов).
          • –9
            Если нужна надёжность — просто попросят сделать такой аппарат в России, в каком-нибудь НИИТОЧМАШ, да и всё.
            А про надежность — в космосе надёжней будет — там воздуха нет — между крупинками порошка ничего вообще попадать не будет. Вопрос только в остывании — не повредит ли сверхбыстрое охлаждение за счёт, практически, абсолютного нуля в космосе.
            А так — обшивку для космической станции строить — самое оно. В обще и целом, брикеты порошка можно с Земли запускать и не на сверхдорогих атласах, Союзах и Протонах — а и гораздо более дешевыми средствами, если на орбите какой-нибудь сборщик мусора заиметь. Там и сейчас уже пара тонн металла лишнего крутится, от которого МКС маневрирует регулярно — такой мусор в порошок перемалывать — вот он, источник порошочка. А «капсулы порошка» с Земли можно запускать, скажем, какими-нибудь модификациями ракет с истребителей, поднятых до «потолочной» высоты.
            Отправлять брак, опять же, смысла нет — проще тут же переработать. Тот же брак можно легко выявить — диагностика микротрещин и внутренних дефектов в металле — дело прошлого дня.
            • +1
              Из-за отсутствия воздуха, получаем проблему с теплоотводом как минимум.
              • +1
                Достаточно взять вакуум снаружи и сжать его до получения жидкого вакуума. После чего проблема теплоотвода элементарно решается вакуумным охлаждением.
                • 0
                  o_0

                  Я прям представил себе баллоны с жидким вакуумом. image

                  1. В космосе не вакуум.
                  2. Даже если представить что у нас есть сферический вакуум, то что именно в нем вы предлагаете сжать?
                  • 0
                    По моему, это был стеб.
                    • 0
                      Так и смайлик я туда не просто так воткнул.
                      И да, я очень редко захожу на лурк.
                      • 0
                        Первая ссылка про жидкий вакуум, что выдал гугл. А мем этот, емнип, еще до лурка был в ходу.
                  • 0
                    Мне кажется или пункты 1 и 2 противоречат друг другу? Если в космосе не вакуум, то и сжать его можно.
                    А если вакуум и быть чуточку серьезнее, то радиаторы вполне себе могут отводить тепло и в вакууме. Пусть и не столь эффективно.
                    • 0
                      Кажется. Это самостоятельные утверждения. Сжать можно, но не нужно. Серьезно рассуждать о жидком вакууме мне затруднительно. Конструкция радиатора подразумевает, что для эффективности его работы необходима хорошая удельная теплоемкость вещества, которое этот радиатор обтекает, но если ваше «не столь эффективно» == «весьма не эффективно», то соглашусь, т.к. остается по сути только тепловое излучение.
          • 0
            Не обязательно. Фабрика должна позволять строить сама себя. Как в проекте RepRap. В таком случае достаточно будет пары фабрик.
            • 0
              Так вопрос же не в количестве, а в качестве и точности изготовления, причем в условиях далеко не тепличных и вдали от человека, который заботливо проверит, подкрутит и поправит.
              Ну и «построить сама себя» — а с электроникой и с мелкой и высокоточной механикой (ну и еще парой вещей) как быть? Емнип, такое еще не умеют печатать даже в лабораториях.
              • 0
                Вполне себе печатают. На уровне экспериментов, но печатают.
                • 0
                  А где про это почитать? Что-то мне как-то не очень верится, что уже можно вот так взять и напечатать микропроцессор.
        • 0
          Сейчас основная цена на орбите — вес. Выгоднее готовое изделие возить, т.к. сырье требует тяжелых станков(принтеров) для обработки и всегда оставляет отходы.
          • 0
            Если у вас ажурная гигантская конструкция, то еще встает вопрос ее корректно свернуть и развернуть и правильно уложить. А далеко не все вещи можно будет плотно свернуть. А объем в ракете тоже конечный.
  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
    • +1
      А вроде уже были какие-то проекты про подобную «печать» лазером строений для базы на Луне из «подножного материала».
    • 0
      Ну точнее не от батарей, а фокусированием солнечных лучей (батареи там используются как источник питания для двигателя следящим за солнцем)
    • 0
      прям как здесь?
  • 0
    Таки, НАСА не первая в этом деле :)
    Любительский проект — www.rocketmoonlighting.com/projects/printed-chamber
  • +1
    Тут не сказано, как собственно получить этот самый порошок, из которого потом выпекать детали.
    Это должен быть очень мелкодисперсный порошок из очень твердого и очень тугоплавкого сплава. В идеале — из самого твердого и самого тугоплавкого. Соответственно напильником такой не сделаешь (не из чего сделать напильник), разбрызгать над водой мелкие капли тоже не получится (не из чего сделать сопла брызгалки). Ну разве что попробовать взять два слитка в форме электродов и зажечь между ними электрическую дугу в каком-нибудь масле, которое не вступит в реакцию с расплавленным металлом… но это медленно и дорого.
    • 0
      Для того что бы заточить нож из «твердого» метала нужно «мягкое» точило, а для «мягкого» метала соответственно твердое, возможно и тут по такому же принципу.
      Или по принципу алмазов.
    • +1
      Пыль тугоплавкого металла можно получить химическим путем, при разложении какого-нибудь соединения этого металла. Например, берем йодид вольфрама и нагреваем. Йод испаряется, а вольфрам остается в виде мелких частиц.
    • 0
      Нагреть до газовой фазы и осадить.
      • 0
        В чём нагреть, например?
        • 0
          В потоке плазмы, например.
          • 0
            А в чем хранить поток плазмы, например?:)
            • 0
              Его не надо хранить, например :)
              Берем плазмотрон, в его струю вводим нужный нам металл, он начинает испаряться и улетать вместе со струей. На некотором расстоянии поток охлаждается, металл из него конденсируется в виде пыли. Меняя параметры плазмы и режим охлаждения струи, можно получать частицы разного размера.
              • 0
                Ну вот сопла и стенки плазмотрона — они из чего сделаны, например?
                • +2
                  Стенки рабочей камеры плазмотрона сделаны из меди, например, и принудительно охлаждаются водой. Например.
                  • +2
                    Два Паука detected, например.
                    • +2
                      Три, например.
  • +1
    Посту не хватает видео процессов «печати»:

    www.youtube.com/watch?v=aTn2lKNQqvU
    www.youtube.com/watch?v=Ps2FYT6xUXg

    А вот более древний способ печати из металлического порошка:

    www.youtube.com/watch?v=Nh73AJMoIP4

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.