AMCM společnosti EOS dokončila největší světový raketový motor pro 3D tisk poháněný plynem. Motor byl navržen výhradně v německém podnikovém softwaru Hyperganic Core s použitím pokročilých softwarových algoritmů, což eliminuje potřebu jakéhokoli ručního procesu modelování CAD a zároveň je možná nejsložitějším aditivně vyráběným dílem, který byl kdy vyroben, což narušuje všechny tradiční pracovní postupy. Motor je vytištěn v mědi na masivním 1metrovém 3D tiskovém zařízení AMCM a má výšku 80 cm.
Výkonný algoritmus
Tento raketový motor Aerospike demonstruje možnosti spojení výkonu softwarových algoritmů s nejpokročilejším světovým systémem pro výrobu aditiv pro 3D tisk.
Vzduchem poháněné raketové motory nabízejí významné výhody oproti tradičním konstrukcím zvonových trysek. Motor Aerospike je raketový motor, který si zachovává svou aerodynamickou účinnost v širokém rozsahu nadmořských výšek. Patří do kategorie vysoce kompenzovaných tryskových motorů.
Aerospike motory spotřebují 25-30 procent paliva v nízkých nadmořských výškách, kde je pro většinu misí nejnáročnější tah. Aerospike motory jsou obrovským pokrokem v raketové technice a dokonce i zlomek procenta stojí za to sledovat. Výzvou jsou vždy chladicí hroty uprostřed extrémně horkého výfuku.
Tento design motoru Aerospike je účinný a staví na nejnovějších znalostech vesmírného hardwarového inženýrství v kombinaci se souborem znalostí používaných pro konstrukci výměníků tepla Hyperganic. Koncept Aerospike je dobře známý a snadno pochopitelný. První návrhy se objevily v 60. a 70. letech 20. století, ale v té době se NASA musela rozhodnout pro tradiční trysku ve tvaru zvonu, protože chlazení hrotů nebylo možné pomocí tradičních inženýrských a výrobních technik v návrhu Aerospike.
Aerospike musí být svým způsobem obří, ultraúčinný tepelný výměník, který využívá kryogenní kapalný kyslík k tomu, aby se hroty neroztavily, a 3D tisk dělá tyto výrobní výzvy hračkou.
Hyperganic Core dokáže během několika minut vytvořit prakticky jakýkoli design motoru, který si lze představit, včetně tryskových hlav, pokročilých systémů přenosu tepla a složitých geometrií spalovací komory, s různými úrovněmi tahu a různými velikostmi, se softwarem, který lze rychle opakovat a přizpůsobit. otázkou minut v jedné iteraci.
Automaticky generovat díly
Hypertonic vyvinul návrhový software na úrovni voxelů pro aditivní výrobu, který odstraňuje omezení návrhu souborů STL. Hypertonic automaticky generuje díly pomocí algoritmů pro vytváření komplexních funkčních bionických struktur.
Principem návrhu je návrh pomocí matematických algoritmů, bez jakéhokoli CAD modelu. Model raketového motoru pro 3D tisk je vytvořen procesem digitální evoluce. Algoritmus v procesu evoluce vygeneruje stovky variantních modelů a software na těchto modelech provede fyzikální simulační ověření, aby vyloučil nejvhodnější modely. Výsledný 3D tištěný návrh raketového motoru má úplně jiný vzhled než lidský design.
Konstrukce dvou motorů s výškou 80 cm a výškou 40 cm není stejná, nejen velikost. Díly pro aditivní výrobu jsou často velmi složité a obtížně implementovatelné tradičním CAD softwarem. Hypertonic řeší tento problém pomocí 3D modelů na úrovni voxelů, které lze zobrazit v CAD. Obchodní model Hyperganic je také inovativní, neprodávají software, ale poskytují zákazníkům tiskové parametry pro úspěch, což by mohlo znamenat, že Hyperganic vytváří pro zákazníky model sdílení příjmů.
Motor Aerospike je vybaven tryskou ve tvaru zvonu, která stlačuje expandující plyn. Základní tvar je zvonek obrácený naruby. Konstrukce výfukového potrubí Aerospike je v podstatě opakem tradiční rakety ve tvaru zvonu. Tah tradiční zvonovité rakety běžně používané na raketoplánu se postupně snižuje. Koncepce konstrukce Aerospike dokáže udržet tah rakety poté, co opustí zem.
Konstrukce Aerospike je obtížné konstruovat tradičními výrobními technikami, včetně řady souvisejících technických potíží: chlazení, hmotnost a výrobní náklady. Prostřednictvím technologie 3D tisku lze vytvářet složité geometrie včetně dílů náchylných na rušení obráběním, které lze efektivně řešit technologií 3D tisku. S dnešní technologií 3D tisku a novými materiály, jako jsou slitiny mědi, lze s nízkými náklady a časem postavit funkční a ekonomicky životaschopný motor Aerospike.