A AMCM da EOS concluiu o maior motor de foguete movido a gás de impressão 3D do mundo. O mecanismo foi projetado inteiramente no software empresarial alemão Hyperganic Core usando algoritmos de software avançados, eliminando a necessidade de qualquer processo manual de modelagem CAD e, ao mesmo tempo, possivelmente sendo a peça fabricada aditivamente mais complexa já produzida - quebrando todos os fluxos de trabalho tradicionais. Impresso em cobre na enorme instalação de impressão 3D de 1m de volume de construção da AMCM, o motor tem 80 cm de altura.
Algoritmo poderoso
Este motor de foguete Aerospike demonstra as possibilidades de combinar o poder dos algoritmos de software com o sistema de manufatura aditiva de impressão 3D mais avançado do mundo.
Os motores-foguete movidos a ar oferecem vantagens significativas sobre os projetos tradicionais de bico de sino. O motor Aerospike é um motor de foguete que mantém sua eficiência aerodinâmica em uma ampla faixa de altitudes. Pertence à categoria de motores de bico altamente compensados.
Os motores Aerospike usam 25-30 por cento do combustível em baixas altitudes, onde o empuxo é o mais exigente para a maioria das missões. Os motores Aerospike são grandes avanços em foguetes, e vale a pena perseguir até mesmo uma fração de um por cento. O desafio é sempre resfriar os picos no meio do escapamento extremamente quente.
Este projeto de motor Aerospike é eficiente e se baseia no conhecimento mais recente em engenharia de hardware espacial combinado com o corpo de conhecimento usado para o projeto do trocador de calor hipergânico. O conceito Aerospike é bem conhecido e fácil de entender. Os primeiros projetos apareceram nas décadas de 1960 e 1970, mas naquela época a NASA teve que optar por um bico tradicional em forma de sino porque o resfriamento dos espigões não era possível usando técnicas tradicionais de engenharia e fabricação no projeto do Aerospike.
De certa forma, o Aerospike precisa ser um trocador de calor gigante e ultraeficiente que usa oxigênio líquido criogênico para evitar que os picos derretam, e a impressão 3D facilita esses desafios de fabricação.
Em minutos, o Hyperganic Core pode criar praticamente qualquer projeto de motor imaginável, incluindo cabeças de jato, sistemas avançados de transferência de calor e geometrias complexas de combustor, com diferentes níveis de empuxo e tamanhos diferentes, com software que pode iterar e adaptar rapidamente. questão de minutos em uma iteração.
Gerar peças automaticamente
A Hypertonic desenvolveu um software de projeto em nível de voxel para manufatura aditiva que remove as restrições de projeto dos arquivos STL. O Hypertonic gera peças automaticamente por meio de algoritmos para criar estruturas biônicas funcionais complexas.
O princípio por trás do design é o design através de algoritmos matemáticos, sem nenhum modelo CAD. O modelo de motor de foguete de impressão 3D é criado através de um processo de evolução digital. O algoritmo no processo de evolução gerará centenas de modelos variantes, e o software realizará a verificação de simulação física nesses modelos para selecionar os modelos mais adequados. O design do motor de foguete impresso em 3D resultante tem uma aparência completamente diferente do design humano.
O design dos dois motores com altura de 80cm e altura de 40cm não é o mesmo, não apenas o tamanho. As peças para manufatura aditiva são muitas vezes muito complexas e difíceis de implementar com software CAD tradicional. O Hypertonic aborda essa dificuldade com modelos 3D em nível de voxel que podem ser visualizados em CAD. O modelo de negócios da Hyperganic também é inovador, eles não vendem software, mas fornecem aos clientes parâmetros de impressão para o sucesso, o que pode significar que a Hyperganic cria um modelo de compartilhamento de receita para os clientes.
O motor Aerospike possui um bico em forma de sino que comprime o gás em expansão. A forma básica é um sino virado do avesso. O design do coletor de escape Aerospike é basicamente o oposto de um foguete tradicional em forma de sino. O empuxo do foguete em forma de sino tradicional comumente usado no ônibus espacial é gradualmente reduzido. O conceito de design da estrutura Aerospike pode manter o empuxo do foguete depois que ele deixa o solo.
As estruturas Aerospike são difíceis de construir por técnicas tradicionais de fabricação, incluindo uma série de dificuldades de engenharia associadas: resfriamento, peso e custos de fabricação. Por meio da tecnologia de impressão 3D, geometrias complexas podem ser criadas, incluindo peças propensas a interferências por usinagem, que podem ser efetivamente resolvidas pela tecnologia de impressão 3D. Com a tecnologia de impressão 3D atual e novos materiais, como ligas de cobre, um motor Aerospike funcional e economicamente viável pode ser construído com pouco custo e tempo.