Aplicación del mes: LEAP 71 desarrolla un motor cohete de combustible líquido gracias a la IA y la impresión 3D

El hecho de que la impresión 3D en la industria aeroespacial pueda contribuir a innovaciones y avances revolucionarios se ve corroborado con numerosos ejemplos de los últimos años. La NASA y la ESA están experimentando constantemente para explotar el potencial de la impresión 3D en el espacio , y numerosas empresas de impresión 3D se han especializado en aplicaciones espaciales de alto rendimiento. Ahora, un nuevo actor está subiendo al escenario con la inteligencia artificial y ya está actuando como el revolucionario del futuro. El ejemplo de LEAP 71 muestra cómo la combinación de IA e impresión 3D puede conducir a enfoques y resultados avanzados. La empresa ha logrado desarrollar y probar un motor de cohete de combustible líquido impreso en 3D con su herramienta de software Noyron basada en IA.
LEAP 71 es una empresa con sede en Dubai que tiene como objetivo impulsar el progreso técnico a través de la ingeniería computacional. La empresa desarrolla productos de alta calidad para la industria aeroespacial y la movilidad eléctrica, pero también intercambiadores de calor y colabora con clientes internacionales. Para la fabricación de los productos, el LEAP 71 se basa en un software altamente desarrollado y en la fabricación aditiva, que también se utilizó en la producción del motor de cohete.

LEAP71 fue fundada por la ingeniera aeroespacial Josefine Lissner y el empresario Lin Kayser.
El objetivo del proyecto era demostrar las capacidades del software propio, Noyron, y probar el gran modelo de ingeniería computacional resultante del motor. Noyron utiliza algoritmos de IA para implementar automáticamente procesos lógicos y físicos en el proceso de fabricación. Con este software fue posible desarrollar el modelo para el motor de cohete TKL-5, completamente digital y controlado por ordenador sin intervención humana. Esto también tuvo un impacto notable en el tiempo de producción. Al no requerir el diseño CAD , la fabricación del motor tardó solo dos semanas. Posteriormente, se probó con éxito el 14 de junio de 2024 en Wescott, Reino Unido, y funcionó desde el primer intento.
Aunque LEAP 71, con su software Noyron, desempeña un papel fundamental en el éxito del motor cohete, la empresa también contó con el apoyo de otros expertos. El motor en sí fue impreso en una EOS M290 por AMCM, un pionero alemán de la impresión 3D en metal. Como material se utilizó el cobre, ya que permite motores muy potentes con refrigeración activa. También participó el equipo británico «Race to Space» de la Universidad de Sheffield, que aportó su feedback y realizó el posprocesamiento antes de que el motor se probara por primera vez en el centro de pruebas de Airborne Engineering. Todos los valores de temperatura y parámetros críticos estaban dentro de los límites al inicio de la prueba y los participantes pudieron confirmar que el motor estaba intacto y funcionaba según lo previsto.

El motor se fabricó con cobre mediante un proceso de impresión en 3D
Debido a su tamaño compacto, el motor sería adecuado como etapa final de un cohete orbital. Tiene una fuerza de empuje de 5 kN o una masa flotante de 500 kg, es decir, 20.000 CV. Como muchos otros sistemas avanzados, el motor utiliza oxígeno líquido cirogénico y queroseno. Esta combinación de combustible fue una decisión consciente del LEAP 71, a pesar de la dificultad de manejo. Además de la propulsión, el queroseno también se encarga de enfriar el motor cuando se presiona a través de canales delgados y, por lo tanto, evita que el motor se derrita. Aunque la temperatura de combustión de los combustibles es de 3000 °C, la superficie se puede mantener estable a menos de 250 °C.
Además del sofisticado sistema de refrigeración, los ingenieros también se han asegurado de supervisar la propulsión del cohete y de utilizar activamente los datos. Gracias a las numerosas conexiones para la medición de la temperatura y la presión, es posible devolver los datos directamente al modelo de cálculo de Noyron. Estos se pueden utilizar posteriormente, por un lado, para revisar el modelo y, por otro, seguir desarrollando el software. Noyron podría crear nuevas variantes de diseño del modelo de motor en menos de 15 minutos, que también podrían probarse directamente después de la fabricación. Josefine Lissner, ingeniera aeroespacial y directora general de LEAP 71, destaca la importancia de Noyron para acelerar el desarrollo:
Este es un hito importante para nosotros, pero también para todo el sector. Ahora podemos crear motores de cohete que funcionen automáticamente y pasar directamente a la validación práctica. Desde la especificación final hasta la fabricación, este motor tardó menos de 2 semanas en desarrollarse. En la técnica tradicional, esto sería una tarea de muchos meses o incluso años. Cada nueva iteración del motor tarda solo unos minutos. La innovación en los motores espaciales es difícil y costosa. Con nuestro enfoque, esperamos hacer que el espacio sea más accesible para todos.
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