EOSのAMCMは、世界最大の3Dプリンティングガス駆動ロケットエンジンを完成させました。 エンジンは完全にドイツのエンタープライズソフトウェアHyperganicCoreで高度なソフトウェアアルゴリズムを使用して設計されており、手動のCADモデリングプロセスが不要であると同時に、これまでに製造された中で最も複雑な付加製造部品であり、従来のワークフローをすべて破っています。 AMCMの大規模な1mビルドボリューム3D印刷施設で銅で印刷された、エンジンの高さは80cmです。
強力なアルゴリズム
このAerospikeロケットエンジンは、ソフトウェアアルゴリズムの能力を世界で最も先進的な3Dプリンティングアディティブマニュファクチャリングシステムと組み合わせる可能性を示しています。
空圧式ロケットモーターは、従来のベルノズル設計に比べて大きな利点があります。 エアロスパイクエンジンは、広範囲の高度で空力効率を維持するロケットモーターです。 これは、高補償ノズルエンジンのカテゴリに属します。
エアロスパイクエンジンは、ほとんどのミッションで推力が最も厳しい低高度で燃料の25-30パーセントを使用します。 エアロスパイクエンジンはロケットの大きな進歩であり、ほんのわずかな割合でも追求する価値があります。 課題は、常に非常に高温の排気の真ん中でスパイクを冷却することです。
このAerospikeエンジンの設計は効率的であり、宇宙ハードウェアエンジニアリングの最新の知識と、ハイパーガニック熱交換器の設計に使用される一連の知識を組み合わせて構築されています。 Aerospikeの概念はよく知られており、理解しやすいものです。 最初の設計は1960年代と1970年代に登場しましたが、当時NASAは、Aerospikeの設計で従来のエンジニアリングと製造技術を使用してスパイクを冷却することができなかったため、従来のベル型ノズルを選択する必要がありました。
ある意味で、Aerospikeは、極低温の液体酸素を使用してスパイクが溶けないようにする巨大で超効率的な熱交換器である必要があります。3D印刷により、これらの製造上の課題が簡単になります。
Hyperganic Coreは、ジェットヘッド、高度な熱伝達システム、さまざまな推力レベルとさまざまなサイズの複雑な燃焼器の形状など、考えられるほぼすべてのエンジン設計を数分で作成できます。ソフトウェアを使用すると、すばやく反復して適応できます。 1回の繰り返しでほんの数分。
パーツを自動的に生成する
Hypertonicは、STLファイルの設計上の制約を取り除く積層造形用のボクセルレベルの設計ソフトウェアを開発しました。 Hypertonicは、複雑な機能的なバイオニック構造を作成するためのアルゴリズムを介してパーツを自動的に生成します。
設計の背後にある原則は、CADモデルを使用せずに、数学的アルゴリズムを使用して設計することです。 3D印刷ロケットエンジンモデルは、デジタル進化プロセスを通じて作成されます。 進化プロセスのアルゴリズムは何百ものバリアントモデルを生成し、ソフトウェアはこれらのモデルに対して物理シミュレーション検証を実行して、最適なモデルを選別します。 結果として得られる3D印刷されたロケットエンジンの設計は、人間の設計とはまったく異なる外観になります。
高さ80cmと高さ40cmの2つのエンジンのデザインは、サイズだけでなく同じではありません。 アディティブマニュファクチャリング用の部品は、多くの場合、非常に複雑で、従来のCADソフトウェアで実装するのが困難です。 Hypertonicは、CADで表示できるボクセルレベルの3Dモデルでこの問題に対処します。 Hyperganicのビジネスモデルも革新的であり、ソフトウェアを販売していませんが、成功のための印刷パラメータを顧客に提供します。これは、Hyperganicが顧客の収益分配モデルを作成することを意味する可能性があります。
Aerospikeエンジンは、膨張するガスを圧縮するベル型のノズルを備えています。 基本的な形は、ベルを裏返しにしたものです。 Aerospikeエキゾーストマニホールドのデザインは、基本的に従来のベル型ロケットとは逆です。 スペースシャトルで一般的に使用されている従来のベル型ロケットの推力は徐々に減少します。 エアロスパイク構造の設計コンセプトは、ロケットが地面を離れた後もロケットの推力を維持することができます。
エアロスパイク構造は、冷却、重量、製造コストなどの一連の関連するエンジニアリング上の問題を含む、従来の製造技術では構築が困難です。 3D印刷技術により、機械加工による干渉を受けやすい部品を含む複雑な形状を作成でき、3D印刷技術によって効果的に解決できます。 今日の3D印刷技術と銅合金などの新素材を使用すると、機能的で経済的に実行可能なAerospikeエンジンをわずかなコストと時間で構築できます。