X-Plorer: Das 3D-gedruckte Düsentriebwerk aus 965 Teilen

Der X-Plorer ist ein ganz besonderes Düsentriebwerk: Denn es besteht aus mehr als 950 3D-gedruckten Einzelteilen. Dieses funktionelle Düsentriebwerk, das von einer Gruppe aus Ingenieursstudenten namens JetX entwickelt wurde, ist eines der Projekte des Finales des Student Grant 3D Hubs-Wettbewerbs, der zeigen soll, wie 3D-Druck im Ingenieurwesen, im Designbereich oder in der Architektur eingesetzt werden kann.

Die additive Fertigung spielt eine Rolle in der Luft– und Raumfahrt und wurde bereits mehrfach bei der Konstruktion von Triebwerken, Motoren und Turbinen eingesetzt. Diesmal ist es aber ein gesamtes Triebwerk, dass in 3D gedruckt wurde, und aus mehr als 900 Einzelteilen besteht, die einmal zusammengebaut, ein funktionsfähiges Düsentriebwerk ergeben.

Mit dem JetX-Projekt konnte X-Plorer das Licht der Welt erblicken

JetX, ein Gemeinschaftsprojekt von 50 Ingenieuren

X-Plorer wurde von Studenten der Luft- und Raumfahrttechnik der Universität Glasgow in Zusammenarbeit mit Rolls Royce entwickelt. Gemeinsam entwickelten sie im Rahmen dieses Projektes dieses Düsentriebwerk. Die Studenten haben sich für ihr Vorhaben für die Schmelzschichtung entschieden und verwendeten hierzu einen  Overlord Pro-Drucker von DreamMaker, einen Delta-Drucker, der Objekte aus unterschiedlichen Materialien wie PLA, ABS, Nylon, PETG herstellen kann. Eines der Einzelteile benötigte nur 7 Minuten, während der längste Druck 58 Stunden dauerte. Das Endergebnis? Ein Düsentriebwerk mit einer Länge von 75 cm, einem Durchmesser von 27 cm und einem Gewicht von 8,1 kg.

Vor dem Druck der Stücke mussten die Studenten diverse Analysen und Modellierungen am Computer durchführen. Chris Triantafyllou, Chef und Gründer von JetX, erklärte: „Der erste Schritt bei der Optimierung des Designs besteht darin, Computeranalysen durchzuführen, um zu sehen, wie sich der Fluss im Motor ändert und wie der Effekt ist, welche Kräfte wirken und wie sich dies auf die einzelnen Komponenten auswirkt. Wenn mehrere Entwürfe für dasselbe Teil möglich sind, wird die CFD-Analyse (Computational Fluid Dynamics) mit Tools wie Solidworks Flow Simulation durchgeführt, um zu sehen, welcher Entwurf die besten Ergebnisse erzielt. „

Im Inneren des Triebwerks hat das Team ein maßgeschneidertes Überwachungssystem installiert, einschließlich Leiterplatten und Software, die extra für diesen Zweck entwickelt wurden. Dieses System umfasst drahtlose Transceiver, Mikrocontroller, sowie Sensoren für Temperatur, Druck und Rotationsgeschwindigkeit.

3D-Druck, eine effizientere Herstellungsmethode für JetX

Chris erklärt, dass sie die 3D-Drucktechnologie als eine Alternative zu CNC-Methoden gewählt haben, wobei Letztere für die gewünschte Anzahl an Teilen viel zu teuer gewesen wäre. Er sagt: „Die Umsetzung von einem CAD zu einem fertigen Teil ist einfacher und zeitlich deutlich kürzer, wenn man den 3D-Druck verwendet und insbesonders dann, wenn es sich um einen FDM 3D-Drucker handelt.“ Der 3D-Druck war daher eine ideale Lösung für diese Gruppe von Studenten, die behaupteten, in nur 7 Tagen 21 Prototypen hergestellt zu haben, bevor sie das gewünschte Ergebnis erzielt hatten – ein Projekt, das sicherlich einige Monate gedauert hätte, wenn man die traditionellen Herstellungsmethoden verwendet hätte.

JetX plant, seinen X-Plorer weiter zu verbessern. Mit Hilfe von Rolls Royce wird das Team in der Lage sein, die Technologie voranzutreiben und sich von Branchenexperten über aktuelle Praktiken beraten zu lassen. Weitere Informationen zum Projekt finden Sie hier oder im folgenden Video:

Wird der X-Plorer eines Tages den Weg in die Lüfte finden?

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