به نظر می رسد تولید کنندگان موشک ها و راکت ها هر کدام به نوعی تکنولوژی پرینت سه بعدی را در این پروسه دخیل کرده اند؛ خواه با تولید موتورها، نازل، انژکتور و خواه تمامی بخش های آن در آینده. همچنین تحقیقات گسترده ای در زمینه ی صنعت موشکی در جریان است که AM هم نقش مهمی در آن ایفا می کند. Sam Rogers اخیرا ویدئویی منتشر کرده که شرحی بر چگونگی تولید پروتوتایپ موتور گردبادی موشک با پرینت سه بعدی رومیزی در موسسه ی (Additive Experimental (AE است.
خنک کننده ی گردبادی یک روش ترکیبی برای خنک سازی محفظه ی احتراق موشک است که به طور همزمان سوخت را هم انتقال می دهد. با وارد کردن گاز اکسیژن خالص به محفظه ی احتراق با زاویه ای مماس به شکلی که گاز در اطراف محفظه بچرخد؛ یک لایه از اکسیژن خنک بین دیواره های محفظه و احتراق میانه ی محفظه ایجاد می شود. این گاز خنک از رسیدن آتش به دیواره ها جلوگیری می کند بنابراین دیواره ها بر خلاف مرکز محفظه کاملا خنک باقی می مانند. اکسیژن چرخان به سمت صفحه ی انژکتور حرکت می کند و با ترکیب با سوخت، بخشی از پروسه ی احتراق می شود.
پروتوتایپ سازی سریع با پرینت سه بعدی
طراحی می تواند فوق العاده باشد، حداقل بر روی کاغذ اما سنجش چیزیست که فوق العاده را از گمان متفاوت می کند. سنجش خنک کننده ی گردبادی به شدت کار مشکلی است زیرا نمی توان اتفاقاتی که درون محفظه رخ می دهند را دید و اینجا همان نقطه ایست که پرینت سه بعدی وارد پروسه می شود. پروتوتایپ سیستم مشتعل کننده ی موتور و خنک کننده ی گردبادی با رزین شفاف در یک پرینتر سه بعدی SLA پرینت شد تا تمامی پروسه قابل فیلمبرداری و مطالعه در حرکت آهسته (Slow Motion) باشد. امکان مشاهده ی آنچه درون محفظه روی می دهد امکان شناسایی بخشی که مشکل ساز بود را فراهم کرد به عنوان مثال طول محفظه. این سیستم همچنین به صورت مدولار ساخته شد تا در صورت طراحی مجدد و یا منفجر شدن بخشی به خصوص، امکان تعویض آن ها فراهم باشد.
بیایید کمی واقع بین باشیم؛ این صنعت موشک سازی است که راجع به آن صحبت می کنیم؛ بنابراین پروسه ی آن مملو از انفجارهای متعدد خواهد بود. این هم یکی دیگر از نقاطی است که پرینت سه بعدی این پروسه را عملی تر کرد. هزینه و زمانی که تولید پروتوتایپ تمام این قطعات به شدت پیچیده به روش سنتی مصرف می کند؛ تحقیقات بر این موضوع را برای همگان به غیر از بزرگترین کمپانی ها غیر ممکن می کرد. با تولید این قطعات آزمایشی با رزین و پرینترهای سه بعدی رومیزی در هزینه و زمان بیشتری نسبت به تولید آن ها با فلزات صرفه جویی شد. البته تولید دیواره های محفظه ی احتراقی که خنک باقی می مانند امکان استفاده از رزین را فراهم کرد؛ در غیر این صورت چاره ای جز استفاده از فلز نبود. اثبات این مسئله، فرسایش حلقه ی نازل است یعنی جایی که شعله با سرعت از آن خارج می شود. در این نقطه هیچ سیستم خنک کننده ی گردبادی وجود ندارد بنابراین نازل در معرض کل حرارت قرار می گیرد.
رزین پرینت، یک پرینتر سه بعدی رومیزی و در نهایت یک موتور موشک
برخلاف ترموپلاستیک هایی چون ABS و PLA، رزین در برابر حرارت بالا ذوب نمی شود و تحمل بالاتری دارد. رزین هنگامی که در معرض شعله قرار بگیرد کمی فرسوده می شود به این معنی که فقط لایه های بیرونی آن کمی می سوزد اما شکل کلی خود را حفظ می کند. از این رو Sam و تیمش چند ثانیه ای زمان برای انجام عملیات احتراق را دارند؛ قبل از اینکه نازل نیاز به تعویض پیدا کند. علاوه بر این رزین هایی با ظرفیت حرارتی بالایی وجود دارند که می توانند عملکرد بهتری در این قسمت داشته باشند.
هردوی این سیستم ها، خنک کننده ی گردبادی و پرینت سه بعدی پروژه های چشم گیری هستند. باور اینکه یک پرینتر سه بعدی با متریالی استاندارد همچون رزین قابلیت تولید یک موتور موشک را داشته باشد که نه ذوب می شود و نه منفجر مشکل است.
منبع: 3dprinting.com