AMCM EOS telah menyelesaikan mesin roket bertenaga gas pencetakan 3D terbesar di dunia. Mesin ini dirancang sepenuhnya dalam perangkat lunak perusahaan Jerman Hyperganic Core menggunakan algoritme perangkat lunak canggih, menghilangkan kebutuhan akan proses pemodelan CAD manual, dan pada saat yang sama mungkin menjadi bagian yang paling rumit yang pernah diproduksi secara aditif - mematahkan semua alur kerja tradisional. Dicetak dalam tembaga pada fasilitas pencetakan 3D volume 1m build besar AMCM, mesinnya setinggi 80cm.
Algoritma yang kuat
Mesin roket Aerospike ini menunjukkan kemungkinan menggabungkan kekuatan algoritme perangkat lunak dengan sistem manufaktur aditif pencetakan 3D tercanggih di dunia.
Motor roket bertenaga udara menawarkan keunggulan signifikan dibandingkan desain nosel lonceng tradisional. Mesin Aerospike adalah motor roket yang mempertahankan efisiensi aerodinamisnya di berbagai ketinggian. Itu termasuk dalam kategori mesin nozzle dengan kompensasi tinggi.
Mesin aerospike menggunakan 25-30 persen bahan bakar pada ketinggian rendah, di mana daya dorong adalah yang paling menuntut untuk sebagian besar misi. Mesin Aerospike adalah kemajuan besar dalam peroketan, dan bahkan sepersekian persen layak untuk dikejar. Tantangannya adalah selalu paku pendinginan di tengah knalpot yang sangat panas.
Desain mesin Aerospike ini efisien dan dibangun di atas pengetahuan terbaru dalam rekayasa perangkat keras luar angkasa yang dikombinasikan dengan kumpulan pengetahuan yang digunakan untuk desain penukar panas Hyperganic. Konsep Aerospike sudah terkenal dan mudah dipahami. Desain pertama muncul pada 1960-an dan 1970-an, tetapi pada saat itu NASA harus memilih nosel berbentuk lonceng tradisional karena pendinginan paku tidak mungkin menggunakan teknik tradisional dan teknik manufaktur dalam desain Aerospike.
Di satu sisi, Aerospike perlu menjadi penukar panas raksasa ultra-efisien yang menggunakan oksigen cair kriogenik untuk menjaga spike agar tidak meleleh, dan pencetakan 3D membuat tantangan manufaktur tersebut menjadi mudah.
Dalam hitungan menit, Hyperganic Core dapat membuat hampir semua desain mesin yang dapat dibayangkan, termasuk kepala jet, sistem perpindahan panas canggih, dan geometri ruang bakar yang kompleks, dengan tingkat dorong yang berbeda dan ukuran yang berbeda, dengan perangkat lunak yang dapat dengan cepat beralih dan beradaptasi. hitungan menit dalam satu iterasi.
Secara otomatis menghasilkan bagian
Hypertonic telah mengembangkan perangkat lunak desain tingkat voxel untuk manufaktur aditif yang menghilangkan batasan desain file STL. Hypertonic secara otomatis menghasilkan bagian melalui algoritma untuk membuat struktur bionik fungsional yang kompleks.
Prinsip di balik desain adalah desain melalui algoritma matematika, tanpa model CAD. Model mesin roket cetak 3D dibuat melalui proses evolusi digital. Algoritme dalam proses evolusi akan menghasilkan ratusan model varian, dan perangkat lunak akan melakukan verifikasi simulasi fisik pada model ini untuk menyaring model yang paling sesuai. Desain mesin roket cetak 3D yang dihasilkan memiliki tampilan yang sama sekali berbeda dari desain manusia.
Desain kedua mesin dengan tinggi 80cm dan tinggi 40cm ini tidak sama, tidak hanya ukurannya. Suku cadang untuk pembuatan aditif seringkali sangat kompleks dan sulit diimplementasikan dengan perangkat lunak CAD tradisional. Hypertonic mengatasi kesulitan ini dengan model 3D tingkat voxel yang dapat dilihat dalam CAD. Model bisnis Hyperganic juga inovatif, mereka tidak menjual perangkat lunak, tetapi menyediakan parameter pencetakan untuk sukses kepada pelanggan, yang dapat berarti Hyperganic menciptakan model bagi hasil bagi pelanggan.
Mesin Aerospike memiliki nosel berbentuk lonceng yang memampatkan gas yang mengembang. Bentuk dasarnya adalah lonceng yang terbalik. Desain manifold buang Aerospike pada dasarnya kebalikan dari roket berbentuk lonceng tradisional. Daya dorong roket berbentuk lonceng tradisional yang biasa digunakan pada pesawat ulang-alik secara bertahap berkurang. Konsep desain struktur Aerospike dapat mempertahankan daya dorong roket setelah meninggalkan tanah.
Struktur aerospike sulit dibangun dengan teknik manufaktur tradisional, termasuk serangkaian kesulitan teknik terkait: pendinginan, berat, dan biaya produksi. Melalui teknologi pencetakan 3D, geometri kompleks dapat dibuat, termasuk bagian-bagian yang rentan terhadap gangguan oleh pemesinan, yang dapat diselesaikan secara efektif dengan teknologi pencetakan 3D. Dengan teknologi pencetakan 3D saat ini dan material baru seperti paduan tembaga, mesin Aerospike yang fungsional dan ekonomis dapat dibuat dengan sedikit biaya dan waktu.