Кремень КД Реклама
Кремень КМ Реклама

3D-печатный ракетный двигатель 1,3м в высоту от Eplus3D

3dvision.su
Идет загрузка
Загрузка
29.11.2024
464
0
Применение

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

5

3D-печатный ракетный двигатель 1,3м  в высоту от Eplus3D

Eplus3D и LEAP 71 - долгосрочные партнеры в 3D-печати металлом и вычислительной инженерии. Компании совместно создали крупнейший в мире цельный 3D-печатный ракетный двигатель мощностью 200 кН высотой более 1,3 метра.

3D-печатный ракетный двигатель 1,3м  в высоту от Eplus3D

LEAP 71 – технологическая компания из Дубая, использующая модель Noyron для автономной разработки сложных продуктов с применением инженерных знаний и ИИ. 

Noyron - это собственное программное обеспечение, разработанное LEAP 71. Оно объединяет экспертные знания, физические данные (тепловые модели, производственные процессы) и другую информацию в общую инженерную модель. Основываясь на ядре PicoGK для создания сложной геометрии, Noyron используется в специализированных моделях, таких как Noyron RP (ракетные двигатели), Noyron EA (электромагнитные системы) и Noyron HX (теплообменники).

Цель Noyron – точно предсказывать физические взаимодействия (механические движения, тепло и др.), стремясь создавать объекты с нужной функциональностью на основе накопленных знаний. Результаты реальных тестов или симуляций возвращаются в систему для ее улучшения, приближая модель к реальности.

В июне 2024 года LEAP 71 успешно протестировали жидкостный ракетный двигатель, полностью спроектированный с Noyron. Компания внедряет инновации в аэрокосмическую отрасль, производство электромобилей и системы теплоснабжения.

Напечатанный двигатель мощностью 200 кН работает на криогенном жидком кислороде и керосине. Он является дальним родственником ракетного двигателя Noyron TKL-5 LEAP 71, успешно запущенного в июне, но в 40 раз мощнее. Деталь была изготовлена методом аддитивного производства технологией MPBFTM или же SLM из AlSi10Mg- высокоэффективного алюминиевого сплава. Для построения использовалась установка Eplus3D EP-M650 с шестью лазерами мощностью 500 Вт. Оборудование имеет рабочую камеру 650x650 мм и может печатать до 1600 мм в высоту. Такие условия позволили LEAP 71 разработать полностью интегрированную геометрию двигателя, которую Eplus3D изготовила за один непрерывный процесс печати, длившийся 354 часа (почти 15 дней).

3D-печатный ракетный двигатель 1,3м  в высоту от Eplus3D

Управляющий директор LEAP 71 Жозефина Лисснер подчеркнула, что их вычислительные модели способны самостоятельно проектировать детали для космического оборудования без традиционных CAD-систем. Однако ограничения современных аддитивных технологий, в частности, небольшие размеры рабочей камеры большинства промышленных 3D-принтеров, замедляют процесс. Лисснер выразила признательность компании Eplus3D за прорывные достижения в масштабировании 3D-печати и обеспечении высокой повторяемости результатов, что превзошло ожидания LEAP 71.

Технические инновации

Традиционно ракетные двигатели состоят из множества деталей, все из которых должны быть собраны, герметично закрыты от горячих газов и иметь индивидуальный контроль качества. В данном двигателе все компоненты, включая камеру сгорания, сопло, каналы охлаждения, коллекторы, а также структурные элементы, объединены в одну 3D-печатную деталь.

3D-печатный ракетный двигатель 1,3м  в высоту от Eplus3D

3D-печатный ракетный двигатель 1,3м  в высоту от Eplus3D

3D-печатный ракетный двигатель 1,3м  в высоту от Eplus3D

Уровень тяги двигателя в 200 кН находится на более высоком уровне для применения на небольшой первой ступени пусковой установки, в которой, как правило, используются три таких двигателя. Он рассчитан на давление в камере 100 бар и сжигает более 70 кг топлива каждую секунду.

Изделие было изготовлено из алюминиевого сплава AlSi10Mg. Это сложный материал для двигательных установок, поскольку он низкоплавкий и вступает в реакцию с кислородом. Поэтому при проектировании необходимо использовать возможности вычислительной техники и 3D-печати металлов для прокладки сложных каналов охлаждения вокруг детали. 

Несмотря на это, использование алюминия позволяет создавать очень легкие двигатели с соотношением тяга/вес, которое считалось невозможным. 

В детали используется двойная стратегия управления теплом: криогенный жидкий кислород регенеративно охлаждает основную камеру сгорания, а керосиновое топливо используется для верхней части сопла. Топливные каналы спирально расположены вокруг двигателя и служат для транспортировки горючего, которое участвует в регенеративном охлаждении камеры сгорания. Высота слоя в 60 мкм была выбрана для минимизации потерь давления, вызванных трением из-за шероховатости стенок охлаждающего канала.

Вычислительный искусственный интеллект Noyron также корректирует тепловую стратегию для устранения горячих точек и изменяет толщину стенок камеры сгорания для улучшения проводимости. Структурная целостность при этом сохраняется для того, чтобы выдержать давление горячих выхлопных газов температурой 3000ºC.

Успешное производство такого изделия демонстрирует мастерство Eplus3D в печати крупных и сложных деталей. Это также подчеркивает обширный опыт в области исследований и разработок. Верно настроив параметры печати для высокоэффективных материалов, Eplus3D подняла ее точность и качество поверхности на очень высокий уровень, в результате чего готовый продукт не требует постобработки.

3D-печатный ракетный двигатель 1,3м  в высоту от Eplus3D

Это достижение знаменует собой важную веху в развитии технологии 3D-печати, особенно для аэрокосмической промышленности. Успешное сотрудничество между LEAP 71 и Eplus3D наглядно иллюстрирует потенциал вычислительной инженерии. Оно позволяет проектировать функционально интегрированное оборудование со сложными структурами, которое может быть реализовано только с помощью аддитивного производства. Этот прорыв в тесной интеграции между проектированием и производством не только ускоряет разработку передовых аэрокосмических компонентов и систем, но и открывает новые возможности для инноваций в других отраслях.

О компании Eplus3D: С момента производства первой машины PBF в Китае в 1993 году Eplus3D занимается исследованиями и разработками систем аддитивного производства промышленного класса и прикладных технологий с использованием технологий 3D-печати MPBF™ (SLM), PPBF™ (SLS) и SLA. Eplus3D предоставляет профессиональные прикладные решения для аэрокосмической и авиационной промышленности, энергетики, нефтегазовой отрасли, автомобилестроения, инструментальной промышленности, здравоохранения, потребительских товаров и точного производства.

Офисы EPlus3D представлены в Пекине, Ханчжоу, Штутгарте и Хьюстоне. Компания ежегодно инвестирует в научные исследования в размере более 20% от дохода с комплексными патентами на изобретения и полезные модели (нематериальный объект или техническое решение, относящееся к устройству), авторские права на программное обеспечение, а также патенты на внешний вид. Компания добилась больших успехов в проектировании, технологическом процессе, программном обеспечении, разработке материалов и постобработки для аддитивного производства и успешно внедрила решения аддитивного производства на объектах заказчиков в более чем 40 странах и регионах, таких как Европа, Северная и Южная Америка, Ближний Восток, Восточная и Юго-Восточная Азия.

3DVision гордится тем, что уже долгое время является официальными дистрибьютором и интегратором оборудования EPlus3D. Это сотрудничество дает возможность предлагать нашим клиентам широкий выбор высококачественного решений. Мы стремимся предоставлять лучшие продукты и услуги, и сотрудничество с EPlus3D помогает нам в достижении этой цели.

Благодаря тому, что наше производство использует оборудование компании EPlus3D, мы можем дать нашим клиентам рекомендации по его использованию и обслуживанию. Поэтому мы уверены в качестве установок EPlus3D и знаем, что они помогут клиентам улучшить свои производственные процессы и достичь новых высот в своей работе.

Реклама. OOO "3Д Вижн". ИНН: 7802253640

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

5
Комментарии к статье