コンフラックス、アウクスブルク軌道ロケット用の3Dプリント熱交換器を開発

2023年4月12日、アンタークティックベアは、オーストラリアの熱伝達の専門家であるコンフラックステクノロジーがドイツの宇宙ロケットメーカーであるロケットファクトリーアウグスブルク（RFA）と協力して、3Dプリントされたコンフラックス熱交換器を軌道ロケットに統合していることを知りました。

熱交換器のコンポーネントは、Conflux Technology の Monel K 500 金属合金材料を使用して製造され、EOS M300-4 直接金属レーザー焼結 (DMLS) 技術を使用して印刷されました。ガスパイプライン熱交換器は今年後半に納入され、機能テストが行われる予定です。
オーストラリア宇宙庁の月から火星へのプログラムの一環として、3Dプリント熱交換器プロジェクトはサプライチェーン能力改善助成金プログラムによって資金提供されており、昨年コンフラックスに100万オーストラリアドルが授与されました。このプログラムは、NASAが現在進めている月、そして最終的には火星への有人宇宙ミッションに貢献できる可能性のあるオーストラリアの宇宙プロジェクトに資金を提供することを目的としている。このプログラムは、オーストラリア宇宙庁の長期目標である同国の航空宇宙産業の発展もサポートします。
コンフラックスの最高商務責任者であるダン・ウッドフォード氏は次のようにコメントしています。「コンフラックスは、その強みを生かして、極限の用途向けの 3D プリントホットエンドコンポーネントソリューションと関連材料の開発と商業化をリードしています。オーストラリア宇宙庁の Moon to Mars 資金によるサプライチェーン能力改革の支援を受け、当社は現在、急速に拡大する宇宙産業に当社の技術的優位性を適用しています。」
資金調達が発表された際、コンフラックスのCEO兼創設者であるマイケル・フラー氏は、「当社のHXを宇宙に送り出すことに非常に興奮しています。当社のHXは、宇宙でどのように使用できるかを示す素晴らしい例です。この資金調達により、ロケットエンジンなどの極限用途向けの熱交換器の技術開発と商業展開が促進されます。」と述べました。
△ Conflux Technology社の3Dプリント製品群と液液熱交換器。写真提供：Conflux Technologies。
コンフラックスモネル K 500 と EOS M 300 テクノロジー
Conflux の Monel K 素材は、高い耐腐食性、強度、耐久性で知られるニッケル銅合金で、海洋および化学処理分野で広く使用されています。モネル K は、金属に小さなランダムな穴を形成する局所腐食の一種である応力腐食割れや孔食に対する耐性でも注目に値します。
さらに、モネル K500 は、モネル K 材料の変種であり、時効硬化と析出硬化によってさらに強化され、より優れた強度と硬度を実現します。その結果、モネル K500 は、より高い降伏強度、引張強度、および腐食と浸食に対する優れた耐性を備え、高圧航空宇宙用途や熱交換器部品の製造に最適な材料となっています。
Conflux 社は、熱交換器部品を Monel K 500 から製造するために、昨年購入した EOS M300 直接金属レーザー焼結 (DMLS) マシンを使用しました。 M300 は前モデルより製造量が 50% 増加し、レイアウト、機能、ハードウェア、ソフトウェアの改善により堅牢な信頼性を実現しています。
さらに、M300 には、粉末床のどの領域でも同時に動作できる 4 つのレーザーが統合されており、各レーザーは 1 つの動作象限に限定されません。この機能によりビルド時間が短縮され、最終的には生産量が向上します。さらに、EOS Technology は、EOSYSTEM SmartCal キャリブレーションツールを備えた空気の流れが最適化されたプロセスチャンバーを提供し、高い構築品質と再現性を保証します。そうすることで、コンフラックスは、この技術が「生産において大きな進歩」を達成すると主張している。
△ Conflux Technology 社の Monel K テストコンポーネント。写真提供：Conflux Technology。
付加製造と航空宇宙アプリケーション
航空宇宙産業、特に宇宙ロケットの製造における 3D プリント技術の応用は目新しいものではありません。先月、Relativity Space 社は世界初の 3D プリントロケット「Terran 1」を打ち上げ、宇宙産業における積層造形の役割において大きな前進を示しました。
85％が3Dプリントされたこのロケットはフロリダ州ケープカナベラル空軍基地から打ち上げられたが、軌道に到達できず大西洋に着水した。しかし、Terran 1 は、最初の飛行でいくつかのマイルストーンを達成しました。たとえば、3D プリントされたロケットとして初めて打ち上げに成功し、Max-Q、メインエンジンカットオフ (MECO)、第 2 段分離などの重要な段階を通過しました。将来を見据えて、Relativity Space 社は次世代ロケット「Terran R」を開発しており、来年の打ち上げを予定している。同社は将来の打ち上げミッションに向けて、ロケットの3Dプリント構成を95％まで増やしたいと考えている。
一方、カリフォルニアを拠点とする宇宙居住技術開発企業ヴァストは3月、3DプリントのE-2液体ロケットエンジンの開発企業である米国の航空宇宙企業ランチャーを買収したと発表した。 Vast 社はこの契約を通じて、Launcher 社の 3D プリントロケット技術を利用して人工重力宇宙ステーションの建設という目標を推進したいと考えています。同社はすでに今年、ランチャー社のオービター宇宙タグとペイロードプラットフォームを活用し、軌道に到達して軌道上の宇宙ステーションのコンポーネントとサブシステムをテストすることを検討している。

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