پرتاب موشک چاپ سه بعدی ناسا با استفاده از آلیاژ نوآورانه

‌می‌متالز - شرکت Relativity Space اولین موشک آزمایشی Terran ۱ را از ایستگاه نیروی فضایی کیپ کاناورال به فضا پرتاب کرد. این موشک که ۳۰ متر ارتفاع و ۲٫۳ متر عرض دارد، دارای ۹ موتور چاپ سه بعدی است که با استفاده از آلیاژ مس ابتکاری به نام Glenn Research Copper (GRCop) ساخته شده است که قادر به تحمل دمای نزدیک به ۳۳۱۵ درجه سانتیگراد است.

به گزارش می‌متالز، آلیاژ‌های مس ابتکاری که در مرکز تحقیقات گلن ناسا ساخته شده اند، استحکام، هدایت حرارتی و مقاومت بالایی در برابر فشار دارند و به آن‌ها اجازه می‌دهد تا دمای ۴۰ درصد بالاتر از آلیاژ‌های مس سنتی را تحمل کنند.

این اولین پرتاب موشک آزمایشی بود که به طور کامل از قطعات چاپ سه بعدی ساخته شده بود. چاپ سه بعدی که نوعی تولید افزودنی است، یک فناوری کلیدی برای افزایش قابلیت‌ها و کاهش هزینه است.

این خانواده از آلیاژ‌های مبتنی بر مس ترکیبی از مس، کروم و نیوبیم هستند و برای استحکام بالا، رسانایی حرارتی بالا، مقاومت در برابر خزش بالا که باعث ایجاد تنش بیشتر در کاربرد‌های با دمای بالا می‌شود، بهینه شده است.

دکتر دیوید الیس (David Ellis) خانواده آلیاژ‌های مس ابتکاری را در ناسا توسعه داد. او در طول زندگی حرفه‌ای خود به بلوغ آلیاژ‌ها و کاربرد‌های آن‌ها ادامه داد.

الیس در این باره توضیح داد: در آن زمان، آستر‌های محفظه احتراق موتور اصلی شاتل فضایی معمولاً پس از یک تا پنج مأموریت تعویض می‌شدند. تحقیقات ما نشان داد که آلیاژ GRCop-۸۴ به راحتی به هدف ۱۰۰ ماموریت بین خدمات تعمیر و نگهداری و ۵۰۰ ماموریت طول عمر موتور دست می‌یابد.

در طول سال‌ها توسعه آلیاژ، الیس و تیمش با پروژه‌ها و برنامه‌های متعددی مانند تحلیل سریع ناسا و فناوری پیشرانه تولیدی (RAMPT)، برای پیشبرد نسخه‌های مختلف آلیاژ‌های GRCop کار کردند. به گزارش سیناپرس، جدیدترین نمونه به نام GRCop-۴۲ از انواع روش‌های تولید افزودنی برای ایجاد محفظه‌های احتراق تک تکه و چند ماده‌ای و مجموعه‌های محفظه رانش برای موتور‌های موشکی استفاده می‌کند. این فرآیند‌ها عملکرد را بهبود بخشید، در حالی که به طور قابل توجهی وزن و هزینه اجزای محفظه رانش را کاهش داد.

ناسا دریافت که آلیاژ‌های مس ابتکاری به خوبی با آخرین روش‌های تولید افزودنی جفت می‌شوند. روش‌های ساخت مدرن مانند همجوشی بستر پودر لیزری و رسوب انرژی هدایت شده دو رویکردی هستند که می‌توانند برای ساخت قطعات مس ابتکاری برای بسیاری از کاربرد‌های هوافضا مانند موتور‌های موشک Terran ۱ استفاده شوند.

پل گرادل (Paul Gradl) مهندس ارشد در مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا در آلاباما، گفت: پروژه‌هایی مانند این، امکان پیشرفت آلیاژ‌ها و فرآیند‌های جدید را برای استفاده در فضای تجاری، صنعت و دانشگاه فراهم می‌کند. ناسا ریسک توسعه را بر عهده گرفته و فرآیند را از مفاهیم اولیه مواد و از طریق صدور گواهینامه کامل می‌کند. استفاده از آلیاژ‌های GRCop-۴۲ در فضای تجاری نمونه عالی دیگری است از اینکه چگونه نوآوری‌های ناسا صنعت را ارتقا می‌دهند.