美国私营航空公司发射器与3D打印机制造商合作过吗VELO3D和仿真软件公司有限元分析软件以优化其E-2火箭发动机中性能关键部件的设计。
在一次在线网络研讨会上，Launcher公司首席执行官Max Haot向VELO3D的Gene Miller解释了两家公司如何密切合作，重新设计传统的液氧涡轮泵。由于安装了升级后的叶轮和外壳，改进后的泵已经在Launcher的发动机中成功进行了测试，并且该项目现在已经能够建立快速迭代未来部件的工作流程。
Haot解释说:“作为Launcher首次成功的涡轮泵测试，这是非常重要的，因为他们在泵中以30,000 rpm的转速处理液氧。“在这种4,000磅/平方英寸的放电压力下，任何异常——转子和定子之间的任何摩擦——都可能导致立即快速的计划外拆卸。”
达到最大推力
当涉及到小型运载火箭时，涡轮机械泵通常对它们能够达到的推力水平至关重要，因为它们直接负责向发动机注入推进剂。在其改造项目之前，Launcher公司从乌克兰RD-8火箭获得了该部件的原理图，为其E-2单元提供燃料，该单元是一个LOX涡轮泵，已在Zenit发射器上执行了72次轨道飞行。
然而，为了优化发动机推力室的推进剂流量和压力水平，Launcher需要在内部生产和测试，因此它转向VELO3D和Ansys寻求帮助。在项目的初始阶段，该公司的工程师能够使用Ansys的CFX平台来确保火箭的预计推力水平与其性能相匹配，然后通过模拟测试运行优化其参数。
一旦零件被清理出来用于生产，它就会使用VELO3D蓝宝石系统进行3D打印，这使得它能够在最少使用支撑的情况下制造。考虑到液氧泵的进口外壳具有悬垂的内部几何形状，VELO3D的SupportFree技术使得制造零件的复杂性、耗时和浪费大大降低。
使用类似的方法，Launcher公司的工程师还能够重新开发泵的叶轮。通常情况下，这样的部件具有低悬垂，使其难以纳入任何支撑，但使用VELO3D的机器允许其3D打印平面，提供均匀的质量分布，并防止它在旋转过程中引起发动机问题。
“通过将江南平台版零件打印平，我们得到了一个相对于中心旋转轴的很好的对称质量分布，”Launcher工程师Andre Ivanovic解释说，他也参加了网络研讨会。“平衡是必要的，因为如果涡轮机械中的旋转部件不平衡，那么在每次旋转时，都会有很大的振动被冲入系统和轴承。”
3D打印泵在实践中
在组装好一个可用于飞行的泵样机后，Launcher公司开始在NASA实验室进行广泛的发动机测试斯坦尼斯航天中心。在这些性能评估中，该组件被证明能够以标称转速进行两分钟的测试，进行30秒的输入和输出压力检查，并进行30秒的33,000 rpm测试。
在成功的试验之后，Launcher公司希望将新优化的E-2发动机集成到即将到来的“Launcher Light”火箭中，该火箭将于2026年投入使用。通过与VELO3D和Ansys的合作，该公司还得出结论，它能够以比以前更低的成本和交货时间生产更复杂的泵，这证明了3D打印在火箭制造应用中的实用性。江南平台版江南平台版
然而，关于发射器的E-2涡轮，Haot补充说，它已经发展成一个飞行准备的设计，但最终测试的部分实际上是机械加工的。因此，该公司现在打算进一步迭代涡轮，通过安装铬镍铁合金外壳，为其提供类似于早期评估中确定的流动路径。
“这种涡轮机是传统的机械加工，在目前的状态下，它不是飞行重量，”Haot总结道。“在成功测试之后，涡轮机开发的下一步是开发VELO3D Inconel外壳，以整合我们(在Stennis航天中心)测试的流道。”
发射器的am优化引擎
自2017年成立以来，Launcher公司一直在使用3D打印技术来升级其火箭发动机的性能，该公司的新型涡轮泵实际上被安装江南平江南平台版台版在一个完整的火箭内部添加剂制造燃烧室它本身是用一种金属制成的M 4K AM 3D打印机所提供的EOS子公司AMCM。
E-2发动机3D打印部件的开发可以追溯到2010年价值150万美元的太空部队合同该项目是Launcher于2019年11月获得的。当时，该公司生产的火箭燃烧室据说是同类产品中最大的，高860毫米，出口喷嘴为410毫米。
同样，在2019年，SLM的解决方案被委托开发一种3D打印火箭发动机英国航天公司Orbex它被认为是世界上同类产品中最大的。该部件是为Orbex的Prime运载火箭提供动力而制造的，为了消除任何关节的使用，并加强其整体完整性，该部件被打印为单个部件。
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特色图片显示Launcher的3D打印涡轮泵组件。照片通过启动器。
