世界初の 3D プリントロケットが打ち上げに成功しました。これは何を意味するのでしょうか?

世界初の 3D プリントロケットが打ち上げに成功しました。これは何を意味するのでしょうか?
出典: オクトン

2023年3月、世界初の3Dプリントロケットが3回目の打ち上げを試みましたが、残念ながら第2段の点火時に予定の軌道に入ることができませんでした。 3Dプリント技術がロケットの設計に役立てられるのは今回が初めてではない。以前、2022年末に、別の3Dプリントロケットブースターが予備試験に成功した。このブースターは内部で再生冷却設計戦略を採用し、新開発の銅合金GRCop-42を使用し、積層造形が業界の研究開発と革新を加速する能力を再び実証した。

△2022年末までに、3DXpertは3Dプリントロケットブースターの再生冷却設計戦略の使用を支援します。これにより、ロケット燃料が冷却ラインを流れる際に温度を調節し、燃焼室に戻る前にブースターの側壁からより多くの熱を取り除くことができます。 3DXpert は、このプロジェクトにおいてロケットブースターの最適化された印刷パラメータの開発と印刷ファイルの準備において重要な役割を果たしました。

3DXpert によるロケットブースターの最適化<br /> プロジェクトを担当したエンジニアの Evan Kuester、Ryan Fishel、Cameron Schmidt は、Oqton の 3DXpert を使用して、部品の配置、サポート設計、パラメータ テスト、データ スライスなどの印刷パラメータを開発し、印刷ファイルを準備しました。

「このスラスターの最も革新的な点は、材料の選択です。この材料は、新しく開発された銅合金を使用し、3D プリントを使用して製造されています。従来の製造方法と比較して、3D プリントは製造に必要な時間、コスト、労力を削減します」と、上級アプリケーション開発エンジニアのシュミット氏は説明します。

「さらに、NASAが最近開発した銅合金であるGRCop-42は、高温用途に非常に優れた特性を備えており、ロケットスラスターなどの部品に使用できます。レーザー粉末床溶融結合技術と組み合わせることで、密度と機械的特性に優れたこのスラスターを比較的短時間で製造できます」と彼は付け加えた。


付加製造の革新と拡大<br /> ロケットブースターは、過去数年間着実に成長してきた 3D プリントロケットアプリケーションの分野に新たに加わったものです。現在、多くのスタートアップ企業がロケットの部品を製造できる 3D プリンターを開発しています。 3D プリントされたロケットは大きな注目を集めていますが、それは航空宇宙分野の氷山の一角にすぎません。積層造形は、類似部品の生産を一回で完了できるため、時間とコストを節約でき、関連業界での積層造形の応用を大幅に促進します。

複数のコンポーネントを備えた複雑なデバイスの製造には、多くの技術的な課題が伴います。各コンポーネントを個別に製造して組み立てる必要があり、これは長くて面倒な作業でした。 3D プリンティングはこの状況を変え、複雑なデバイスを一体的に設計して印刷できるようになり、最終製品の開発と製造がより迅速かつ安価になります。

新しい銅合金で印刷されたロケットブースターのような再生冷却機能を備えたロケットノズルは、何十年もの間、従来の製造方法で製造されてきました。このサイズのロケットブースターの製造には通常数か月かかりますが、3Dプリントされたブースターはわずか数週間で作成されました。

付加製造に伴うリードタイムの​​短縮は大きな影響を及ぼします。まず、迅速な反復によりコストが節約され、次に、メーカーはイノベーションのペースを加速できます。部品をより速く製造できるため、3D プリントを使用するエンジニアは、過度のコストをかけずに、より多くの実験を実施し、さまざまな設計をテストしてから、最適なソリューションを見つけることができます。
3DXpert は付加製造を強化し、無限の可能性を切り開きます。 「従来の製造では、エンジニアはさまざまなソリューションを設計できますが、コストと長い納期サイクルのため、さまざまな設計を検討するには膨大なエネルギーとリソースが必要になります。3D プリントを使用した後、効果が良くない場合は、設計に戻ってすぐに修正することができます」とシュミット氏は説明します。

さらに、積層造形により設計を改善、最適化し、従来の方法では不可能な形状を生成できます。 3D プリンティングでは、複雑な形状の表面格子やトポロジー最適化などを採用することで、従来のプロセスでは実現が困難または不可能な部品の性能を向上させることができます。これらの設計原理は、熱交換器、医療用インプラント、構造用ブラケットに効果的に適用されています。前述のロケットブースターの冷却チャネルと同様に、これらは側壁に完全に統合されており、スラスタ全体を貫通しており、ほぼあらゆる方法で分散できるため、熱伝導がさらに最適化されます。

Oqton、ロケット、エンジン、最適化

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