Az additív gyártás új szintje: több fémből, egyszerre nyomtatják a jövő európai rakétáit

A világűrbe jutni eddig elképzelhetetlen bonyolultságú mérnöki munkát és gyártást igényelt, de egy új európai innováció alapjaiban változtathatja meg a folyamatot: a kutatók immár képesek több különböző fém egyidejű felhasználásával, egyetlen menetben kinyomtatni a kritikus rakétaalkatrészeket.

A Fraunhofer Intézet szakemberei olyan eljárást dolgoztak ki, amely feleslegessé teszi a különálló darabok utólagos hegesztését vagy ragasztását.

Az Európai Unió 38 millió eurós (14,8 milliárd forintos), Enlighten névre keresztelt projektje keretében épülő technológia révén közvetlenül a számítógépes tervekből születnek végleges űripari alkatrészek.

„A hatalmas rugalmasság révén megspóroljuk az átfutási időt, és a követelmények változása esetén gyors iterációkat végezhetünk. Ez hetekkel rövidíti le a fejlesztést” – állítja közleményben Constantin Jugert, az intézet tudósa.

Megszűnnek a gyenge pontok

A hagyományos rakétahajtóművek gyártása során a különböző tulajdonságú fémeket – például a hőálló és a nagy szilárdságú ötvözeteket – külön munkálják meg, majd illesztik össze. Ez a módszer nemcsak időigényes, hanem minden egyes hegesztési pontnál potenciális hibaforrást is jelent. Az additív gyártás, vagyis a 3D-nyomtatás viszont ma már lehetővé teszi, hogy az anyagokat pontosan oda helyezzék, ahol szükség van rájuk: nagy szilárdságú fémeket a mechanikai terhelésnek kitett helyekre, hőállókat pedig a forró gázok útvonalába.

A kutatók már sikeresen tesztelték az eljárást egy olyan rakétaszelepen, amely mágneses és nem mágneses acél keverékéből áll.

Ez korábban csak több lépcsőben, bonyolult utómunkával volt kivitelezhető. A fejlesztés legnagyobb kihívását az jelentette, hogy bizonyos fémek (pl. titán és nikkel) érintkezéskor rideggé teszik az anyagot. Ezt a problémát egy köztes, vékony molibdénréteg alkalmazásával küszöbölték ki a Fraunhofer szakemberei.

Európai függetlenség az űrversenyben

A projektet az az igény fűti, hogy Európa gyorsabban és hatékonyabban legyen képes megépíteni saját hordozórakétáit, például az Ariane–6-okat és utódait. Bár az olyan magánvállalatok, mint a SpaceX vagy a Rocket Lab már alkalmazzák a 3D-nyomtatást, az államilag finanszírozott európai szervezeteknek most kell behozniuk a lemaradást a tömeggyártás optimalizálása terén.

A technológia kaput nyit a kompaktabb és nagyobb teljesítményű hajtóművek előtt, amelyekkel az Európai Űrügynökség is versenyképesebb maradhat.

„Nem csupán azt akarjuk bemutatni, hogy hogyan működik napjainkban a többanyagú 3D-nyomtatás. Az Enlighten projekttel a rakéták fenntartható, rugalmas tömeggyártásának alapjait fektetjük le, ami hosszú távon függetlenebbé teszi a kontinenst” – tette hozzá Jugert.

Gábor János, NEW technology