Francuski producent oryginalnego sprzętu do drukowania 3D (OEM) i usługodawca 3DCeram został wybrany jako oficjalny dostawca francuskiego producenta napędu kosmicznego ThrustMe w celu dostarczania wydrukowanych w 3D ceramicznych części do jego systemu napędu kosmicznego.
ThrustMe będzie teraz dążyć do wykorzystania wiedzy 3DCeram w zakresie produkcji dodatków ceramicznych i wykorzystania potencjału materiałów ceramicznych do zastosowań w lotnictwie. Podejście ThrustMe do druku 3D ceramiki ma na celu przezwyciężenie ograniczeń tradycyjnych materiałów i technik produkcyjnych. Firma twierdzi, że produkcja dodatków ceramicznych oferuje bardziej kompaktowe, wydajne i niezawodne rozwiązanie niż tradycyjna produkcja.
Arnaud Roux, przedstawiciel handlowy firmy 3DCeram, powiedział: „Jesteśmy dumni z partnerstwa firmy 3DCeram z ThrustMe, ponieważ pomyślne wystrzelenie elementu ceramicznego drukowanego w 3D w przestrzeń kosmiczną jest kamieniem milowym w zastosowaniu wytwarzania przyrostowego. To także początek nowej ery w którym można wydajnie wytwarzać złożone i niestandardowe części, wykracza poza tradycyjne ograniczenia produkcyjne. Ten znaczący postęp nie tylko potwierdza opłacalność druku 3D jako narzędzia produkcyjnego, ale także inspiruje nas do pójścia dalej i odblokowania ogromnych możliwości przyszłości”.
zdjęcie
△ Drukarka 3D 3DCeram. Zdjęcie z 3DCeram.
ThrustMe zwraca się ku produkcji addytywnej
Założona w 2017 roku firma ThrustMe stała się jednym z kluczowych graczy w nowej przestrzeni kosmicznej, specjalizując się w miniaturyzacji elektrycznych układów napędowych.
Era „nowego kosmosu” odnosi się do najnowszych osiągnięć i postępów w przemyśle kosmicznym napędzanych przez prywatne firmy. Zdaniem Eleny Zorzolli Rossi, Product Managera w ThrustMe, komercjalizacji przestrzeni kosmicznej sprzyja szybki postęp technologiczny. Zorzolli Rossi twierdzi, że firmy muszą podejmować większe ryzyko, szybko iterować i wypróbowywać nowe pomysły, aby dalej rozwijać przemysł kosmiczny. Zorzolli Rossi dodał: „Cały łańcuch produkcyjny musi być przygotowany na nowe koszty przestrzeni lub terminy dostaw”.
W 2020 roku firma ThrustMe z powodzeniem zademonstrowała w kosmosie pierwszy na świecie elektryczny układ napędowy zasilany jodem. ThrustMe zaopatruje obecnie głównie główne wyrzutnie satelitarne i otworzył nowy zakład produkcyjny, który może produkować 365 produktów rocznie.
Według Zorzolli Rossi, po długich badaniach i poszukiwaniach, firma ThrustMe zdecydowała się na wykorzystanie druku 3D do produkcji określonych części w sterze strumieniowym. W tej decyzji uwzględniono wiele czynników, które sprawiają, że wytwarzanie przyrostowe jest lepsze od tradycyjnych metod wytwarzania.
Zorzolli Rossi wyjaśnia: „Przede wszystkim przemysł lotniczy często musi wytwarzać złożone kształty, których nie można łatwo uzyskać tradycyjnymi metodami obróbki. W ThrustMe mówimy nie tylko o złożoności, ale także o miniaturyzacji, która jest kluczem do naszego produktu wymagania programistyczne. W tym przypadku druk 3D oferuje rewolucyjne rozwiązanie do tworzenia konkretnych projektów z wymaganą precyzją”.
Ponadto wszechstronność druku 3D jest wymieniana jako kluczowa zaleta, umożliwiając firmom szybkie iterowanie i udoskonalanie projektów bez ponoszenia znacznych kosztów lub czasu realizacji.
Zorzolli Rossi powiedział: „Tradycyjne procesy produkcyjne często obejmują tworzenie form lub oprzyrządowania, co może być czasochłonne i kosztowne. Dzięki drukowaniu 3D możemy szybko wytwarzać prototypy i iterować projekty przy minimalnym czasie konfiguracji, ułatwiając bardziej elastyczny proces rozwoju i przyspieszyć nasz czas wprowadzania na rynek”.
zdjęcie
△Komponenty lotnicze ThrustMe. Zdjęcie za pośrednictwem ThrustMe.
Dlaczego warto używać ceramiki?
Zorzolli Rossi powiedział: „Przed wyborem materiału ceramicznego dokładnie przeanalizowaliśmy kilka czynników. Użycie ceramiki uwzględnia kilka kluczowych czynników związanych z surowym środowiskiem kosmicznym, takich jak próżnia i ekstremalne zakresy temperatur, a także plazma jodowa Specyficzne cechy napędu masowego systemów (np. wysokoenergetyczny strumień cząstek elementarnych, emisja wtórna, intensywne rozpylanie katodowe i reaktywne trawienie jonowe)."
Ostatecznie kluczowym czynnikiem wpływającym na tę decyzję jest środowisko, w którym będzie działać docelowy komponent. Zorzolli Ross wyjaśnia: „Niektóre z naszych komponentów są wystawione na działanie wysokich temperatur w chemicznie aktywnych środowiskach plazmy i wymagają materiałów o doskonałej odporności termicznej i chemicznej. To najbardziej odpowiedni wybór”.
Szerokie przewodnictwo cieplne ceramiki również czyni je atrakcyjną opcją. W rzeczywistości wydajne przenoszenie ciepła i izolacja termiczna mają kluczowe znaczenie dla komponentów ThrustMe. Pomaga to skutecznie kierować strumień ciepła i zapobiega przegrzaniu lub wychłodzeniu. Ceramika ma szeroki zakres właściwości przewodzących, co pozwala na selektywne przenoszenie ciepła i zapewnia optymalne działanie tych produktów.
Właściwości elektryczne ceramiki również odegrały ważną rolę w procesie selekcji materiałów w ThrustMe. Zorzolli Ross powiedział: „Nasze komponenty potrzebowały materiału, który mógłby skutecznie izolować i zapobiegać przebiciom elektrycznym pod wysokim napięciem. Ceramika ma doskonałe właściwości izolacji elektrycznej, dzięki czemu idealnie nadaje się do spełnienia naszych rygorystycznych wymagań w tym zakresie”.
zdjęcie
△ Części lotnicze ThrustMe. Zdjęcie za pośrednictwem ThrustMe.
Druk 3D ceramiki kosmicznej
W zeszłym roku Francuska Agencja Kosmiczna ogłosiła, że prowadzi badania nad zastosowaniem ceramicznego druku 3D w optymalizacji podsystemów kosmicznych. W szczególności naukowcy ocenili, w jaki sposób drukowanie 3D tlenkowych materiałów ceramicznych może ulepszyć projektowanie kluczowych podsystemów napędu kosmicznego.
Badanie to podkreśla, że zoptymalizowane kserożele z granatu itrowo-aluminiowego (YAG) zapewniają pożądaną wytrzymałość i odporność na pełzanie, gdy są drukowane w 3D w złożone kształty. W ten sposób wydrukowana w 3D ceramika YAG mogłaby zostać wykorzystana do stworzenia podstawy stopów metali używanych w przyszłych łopatkach turbin do eksploracji głębokiego kosmosu.
Dodatkowo Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS) jest wyposażona w zakład produkcji dodatków ceramicznych MadeIn Space, Turbo Ceramic Manufacturing Module (CMM). Ten moduł zawiera drukarkę 3D SLA, aby zademonstrować wykonalność wytworzenia jednoczęściowego elementu ceramicznej turbiny w środowisku mikrograwitacji. Mówi się, że jest to pierwsza drukarka 3D SLA działająca na orbicie.
