Los ingenieros de la NASA han logrado construir piezas de cohetes más ligeras que no se derriten mediante impresión 3D y una novedosa variante de aluminio.
La agencia espacial se asoció con el fabricante de aditivos Elementum 3D para desarrollar una boquilla de aluminio para el motor de cohete. La ventaja de utilizar aluminio es su peso ligero en comparación con otros metales, pero tiene una baja tolerancia al calor extremo y a las grietas durante la soldadura, lo que siempre lo ha descartado como opción en el pasado. Ahí es donde entra en juego la impresión 3D.
Como parte del proyecto de Fabricación Aditiva Reactiva para la Cuarta Revolución Industrial (RAMFIRE), financiado por la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial (STMD) de la NASA, se desarrolló una nueva variante de aluminio llamada A6061-RAM2 para adaptarse a la técnica de fabricación aditiva. RTM Innovations, que se especializa en deposición de energía dirigida, utilizó la variante de aluminio junto con un polvo especializado para construir la boquilla utilizando tecnología de deposición de energía dirigida por polvo láser (LP-DED).
La clave para superar las limitaciones de calor y soldadura del aluminio fue introducir pequeños canales internos dentro de la estructura de la boquilla para mantener la temperatura por debajo del punto de fusión del metal. Y como la boquilla se imprime en 3D, solo hay una pieza, por lo que no es necesario unirla y el tiempo de fabricación se reduce significativamente. Por el contrario, la fabricación de boquillas convencional requiere miles de piezas que deben unirse.
Estas nuevas boquillas RAMFIRE han completado múltiples pruebas de fuego en caliente y sobrevivieron 22 arranques y casi 10 minutos de funcionamiento bajo más de 825 libras por pulgada cuadrada de presión. Eso es más de lo que se espera que estén sometidas las toberas de los cohetes en el espacio profundo.
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Boquilla RAMFIRE luego de una prueba exitosa de fuego caliente (Crédito: NASA)
Paul Gradl, investigador principal de RAMFIRE en NASA Marshall, dijo: «Después de poner la boquilla a prueba de una exigente serie de pruebas de fuego caliente, hemos demostrado que la boquilla puede sobrevivir a las cargas térmicas, estructurales y de presión de un motor a escala de módulo de aterrizaje lunar. «.
La NASA cree que los componentes livianos de los cohetes son esenciales para las misiones al espacio profundo. John Vickers, tecnólogo principal de fabricación avanzada de STMD, explica: «La masa es fundamental para las futuras misiones al espacio profundo de la NASA… Proyectos como este maduran la fabricación aditiva junto con materiales avanzados y ayudarán a desarrollar nuevos sistemas de propulsión, fabricación en el espacio e infraestructura». necesario para las ambiciosas misiones de la NASA a la Luna, Marte y más allá».
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