De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie Nasa en Aerojet Rocketdyne in West Palm Beach (Florida) hebben testen uitgevoerd met een injector voor een raketmotor die is gemaakt met behulp van additive manufacturing ofwel 3-D printing. De demonstratie kan leiden tot een efficiëntere productie van raketmotoren en daardoor Amerikaanse bedrijven tijd en geld besparen. De test werd uitgevoerd aan het Glenn Research Center van de Nasa in Cleveland.
Een reeks van ontbrandingen van een ingebouwde raketinjector voor vloeibare zuurstof en gasvormige waterstof toonde aan, dat het mogelijk is een kritisch onderdeel voor een raketmotor te ontwerpen, te vervaardigen en te testen. Aerojet Rocketdyne ontwierp en produceerde de injector door selectief lasersmelten. Bij deze methode smelten krachtige laserstralen een fijn metaalpoeder in driedimensionale structuren.
Stap voorwaarts
Nasa onderkent dat additive manufacturing op aarde en wellicht ook in de ruimte mogelijkheden biedt voor nieuwe missies. Het ‘drukken’ van instrumenten, motoronderdelen of zelfs hele ruimtevaartuigen kan voor aanzienlijk verlagingen van productietijd en -kosten zorgen. 3D productie biedt kansen om de vorm, het formaat en de levering van materialen voor onze ruimtemissies te optimaliseren.
Het zou meer dan een jaar duren om dit type injector met traditionele processen te maken, terwijl het onderdeel via deze nieuwe processen in minder dan vier maanden kan worden vervaardigd. Dit zorgt voor een reductie van 70% van de kosten. Onderdelen voor raketmotoren zijn complexe stukken die veel arbeid en productietijd vereisen. De injector is een van de duurste onderdelen van een motor.
Voor Aerojet Rocketdyne betekent de productie van de injector een belangrijke vooruitgang in de toepassing van additive manufacturing. Deze techniek werd tot nu toe vooral gebruikt om eenvoudige beugels en andere minder kritische hardware te maken. De injector is het hart van een raketmotor en vertegenwoordigt een groot deel van de kosten voor die motor. De onderneming is dan ook erg blijk met de resultaten van de test in een relevante omgeving.
Glenn Reserach Center en Aerojet Rocketdyne werkten in het project samen met het Air Force Research Laboratory op Edwards Air Force Base in Californië. De luchtmacht beschikt hier over een hogedruklaboratorium dat in het begin van het programma pre-testgegevens kon leveren om inzicht te geven in de sproeipatronen van de additief vervaardigd injectorelementen.
