Anwendung des Monats: Raketendüsen im DED-Verfahren gedruckt
Die additive Fertigung hat den Design-, Test- und Produktionsprozess von Teilen, die in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet werden, grundlegend verändert. Diese Industrie profitiert daher nicht nur von kürzeren Produktionszeiten, sondern auch von verbesserten Eigenschaften der gefertigten Teile. In diesem Rahmen entwickelte das Unternehmen SAB Aerospace das erste Demonstrationsmodell einer der Raketendüsen unter Verwendung der DED-Technologie (Direct Energy Deposition) von Prima Additive.
Im Einklang mit seiner Philosophie „Die Zukunft des Weltraums schichtweise gestalten“ stellt dieses Düsendesign einen Fortschritt für die Durchführung von Weltraummissionen dar. Die Raketendüse ist nämlich ein wesentlicher Bestandteil des Triebwerks und wirkt wie ein Kanal am Heck des Flugzeugs. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, die heißen Gase zu kanalisieren, die bei der Verbrennung des Treibstoffs entstehen. Die Integration der DED-Technologie bringt eine Verbesserung bei der Herstellung der Düsen mit sich. Dieser Prozess, der früher komplex und oft langwierig war, wird durch diese Methode effizienter. Aber warum sollte man sich für diese Technologie entscheiden?
SAB Aerospace setzt bei Raketendüsen auf Inconel® und 3D-Druck
SAB Aerospace setzt die DED-Technologie ein, um die Herstellung großer Metallteile zu vereinfachen. Im Gegensatz zu Verfahren wie SLS oder FDM, die eine geschlossene Kammer erfordern und durch ihre Größe begrenzt sind, können mit DED große Teile hergestellt werden, ohne durch die Größe der Maschine eingeschränkt zu werden.
Zur Herstellung der Düse verwendet SAB Aerospace den Metalldrucker Laserdyne 795XL von Prima Additive, der mit der DED-Technologie ausgestattet ist. Mit einem Fertigungsvolumen von mehr als einem Kubikmeter produziert diese Maschine große und hochkomplexe Teile und kombiniert dabei Schnelligkeit, Präzision und Effizienz. Normalerweise müssen für eine Raketendüse Tausende von Teilen zusammengebaut werden. Doch dank des 3D-Drucks kann SAB Aerospace diese Düse nun in einem einzigen Stück herstellen, was die Konstruktion vereinfacht und die Produktionszeit deutlich verkürzt.
Die Raketendüse ist aus Inconel® gefertigt, einem Material, das für seine Festigkeit bekannt ist. Dieses Material auf Nickelbasis, das mit Chrom und Eisen legiert ist, ist ein eingetragenes Warenzeichen der Special Metals Corporation. Es ermöglicht die Herstellung einer Düse, die leichter und leistungsfähiger ist als herkömmliche Modelle. Dies ist wichtig für Langstrecken-Weltraummissionen, bei denen das Gewicht ein wesentlicher Faktor ist. Im Bereich der Weltraumforschung ist es nämlich wichtig, jede einzelne Komponente leichter zu machen.
Das Material Inconel®
Inconel® wird auch in der Luft- und Raumfahrtindustrie wegen seiner Korrosionsbeständigkeit und seiner Fähigkeit, Temperatur- und Druckschwankungen standzuhalten, geschätzt – Eigenschaften, die für den Einsatz in der Raumfahrt unerlässlich sind. Dank seiner thermischen Eigenschaften kann Inconel® Temperaturen standhalten, die bis zu 40 % höher sind als die, die von herkömmlichen Legierungen vertragen werden.
Tatsächlich zeichnet es sich in Umgebungen mit hohen Temperaturen aus, insbesondere bei 260 bis 316°C und kann noch höheren Temperaturen von 649 bis 760°C standhalten. 3D-Druck und solche Materialien der neuesten Generation ebnen den Weg für weitere Fortschritte. Die Düse von SAB Aerospace enthält außerdem interne Mikrokanäle direkt in ihrer Struktur, die eine Wärmeregulierung ermöglichen, um eine Überhitzung unter extremen Antriebsbedingungen zu vermeiden.
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*Bildnachweise: SAB Aerospace
