Рассказываем о применении печатающих металлом 3D-принтеров Farsoon в создании космического ракетного двигателя китайской компанией Galactic Energy
Об испытаниях
Galactic Energy Space Technology Co., Ltd. — китайская компания, производящая оборудование для аэрокосмической отрасли, весной 2022 года, в марте, сообщила общественности об успешном запуске ракеты с пятидесятитонным многоразовым двигателем WELKIN LOX. Это самый мощный двигатель данного производителя на текущий момент.
WELKIN LOX/Kerosene — это первый китайский жидкостный ракетный двигатель с такой тягой. В этом силовом агрегате применена технология контролируемого впрыска топлива, что позволяет ему точно контролировать тягу при работе. Благодаря возможности изменения выдаваемого усилия, данный ракетный двигатель отлично подходит для разработки ракетных носителей на жидком топливе массой до двухсот-трёхсот тонн. Агрегат имеет такие особенности, как турбонасос и корпус главного клапана напечатанные на 3D-принтере. Работы по созданию этих деталей провела компания Falcontech на оборудовании Farsoon для 3D-печати методом лазерной сварки порошка в слое металла.
Испытание запуска двигателя имело несколько целей, включая проверку работоспособности агрегатов, прочностных характеристик всей конструкции и взаимодействия компонентов между собой, а также правильности и качества сборки. Конструкция двигателя была подвержена усиленным нагрузкам, превышающим расчетные, и испытания показали хорошие результаты: правильное функционирование всех компонентов, стабильное сгорание топлива, верные наблюдаемые показатели производительности, полностью соответствующие заранее рассчитанным. Испытания достигли полного успеха, агрегат не подвергся деструкции и будет использоваться в дальнейших исследованиях и разработках.
Индивидуальные процессы 3D-печати металлами в аэрокосмической отрасли
Ход работ
Еще в начале лета 2019, в июле месяце, компания Galactic Energy объединилась с Falcontech в этом производственном проекте, с общим количеством предполагавшихся к 3D-печати деталей более тридцати, самых разных размеров и форм. Запланированные изделия были изготовлены и переданы заказчику в течение четырех месяцев.
На основе решения Farsoon для 3D-печати металлом большого размера инженерная группа Falcontech провела разработку нескольких собственных наборов производственных процессов, ориентированных именно на область создания двигателей для ракет.
Примененные технологии
Примененные в них технологии включали в себя такие процессы, как лазерная сварка, изготовление деталей на пятиосевом фрезерном станке с ЧПУ, анодирование поверхностей, множество самых разных испытаний и проверок.
Оптимизация производственного цикла
При проектировании камеры сгорания реактивных двигателей высокой мощности обычно применяют жидкостное охлаждение, так как в этом месте самые высокие тепловые нагрузки и иначе детали просто расплавятся. Если использовать обычные производственные технологии, создание, проверка прототипов и изготовление финальной версии агрегатов — весьма сложный процесс, который может длиться очень долго, вплоть до нескольких месяцев, а любое нарушение отработанной и проверенной технологии может привести к неработоспособности двигателя или его уничтожению в процессе испытаний.
При проектировании такого агрегата, как турбонасос, инженерная группа компании Galactic Energy провела сравнительный анализ двух отличающихся моделей изделия, первая из которых создавалась по обычной, традиционной технологии, вторая же — с применением ускоренного и улучшенного техпроцесса с применением 3D-печати. Новая конструкция и методы ее изготовления продемонстрировали улучшение показателей, таких как эффективность — на 5%. В решениях по проектированию и производству турбинного диска традиционная обработка занимает 20-25 дней, тогда как для 3D-печати потребуется лишь несколько дней, менее недели. Так удалось достичь сокращения сроков изготовления на 80%, а заодно и затрат.
О компании Galactic Energy
Galactic Energy это одна из ведущих аэрокосмических компаний Китая, значимый игрок на рынке коммерческих запусков. Основная цель компании — сделать космические полеты более доступными и эффективными, что особенно актуально в условиях растущего интереса к исследованию космоса и коммерческим запускам.
Galactic Energy сосредоточена на разработке и производстве ракет-носителей, а также ракетных двигателей. В ее портфолио находятся как твердотопливные, так и жидкотопливные ракеты, что позволяет компании предлагать разнообразные решения для различных задач, включая запуск спутников, научные исследования и другие коммерческие проекты.
Одним из ключевых продуктов компании является ракета-носитель CERES-1, которая представляет собой твердотопливную ракету, способную выводить на орбиту малые спутники. CERES-1 была успешно запущена в 2020 году и продемонстрировала высокую надежность и эффективность. Этот запуск стал важным шагом для компании, подтвердив ее способность конкурировать на международной арене.
Galactic Energy ведет передовые разработки. Одним из ярких примеров является многоразовый ракетный двигатель WELKIN, который работает на жидком кислороде и керосине. Этот двигатель был представлен в 2022 году и стал самым мощным LOX/Kerosene двигателем в китайской коммерческой аэрокосмической сфере. Он обладает тягой в 50 тонн и использует технологию штифтового впрыска, что позволяет значительно повысить его эффективность.
Компания также активно использует аддитивные технологии, такие как 3D-печать, для производства компонентов ракетных двигателей. Это позволяет сократить время на разработку и производство, а также снизить затраты. Например, использование 3D-печати в производстве турбонасосов и других ключевых компонентов позволило сократить производственный цикл на 80%.
Galactic Energy гордится своей командой, состоящей из более чем 100 высококвалифицированных специалистов, включая докторов и магистров с опытом работы в аэрокосмической отрасли. Это позволяет компании разрабатывать и внедрять инновационные решения, соответствующие самым высоким стандартам качества и безопасности.
Galactic Energy нацелена на расширение своего присутствия в отрасли и планирует запуск новых ракет-носителей, что ответит растущему спросу на космические услуги. В ближайшие годы компания планирует увеличить частоту запусков и расширить спектр предлагаемых услуг, включая более сложные миссии и проекты.
Одной из ключевых задач компании является разработка многоразового ракетного двигателя, который сможет значительно снизить стоимость запусков и повысить их эффективность. Galactic Energy также рассматривает возможность сотрудничества с международными партнерами для реализации совместных проектов в области космических исследований.
Galactic Energy представляет собой динамично развивающуюся компанию, которая продвигает инновации в аэрокосмическую отрасль. С фокусом на надежность и доступность космических запусков, она стремится занять лидирующие позиции на рынке и внести значительный вклад в развитие космической индустрии как в Китае, так и за его пределами. С учетом растущего интереса к космосу и коммерческим запускам, Galactic Energy имеет все шансы стать одним из ключевых игроков в этой области в ближайшие годы.
О компании Falcontech
Основанная в августе 2012 года, Falcontech расположена недалеко от Шанхая, и имеет производственную площадь более 12 000 квадратных метров. Будучи одним из ведущих поставщиков услуг по аддитивному производству из металлов в Китае, с сертификацией AS9100, компания Falcontech имеет три бизнес-подразделения, включая Metal AM Powder, Metal AM Solution и Advanced Manufacturing. Falcontech предлагает высококачественные компоненты для аэрокосмической, медицинской, логистической, химической и автомобильной промышленности. Falcontech является квалифицированным поставщиком деталей для аддитивного производства металлов COMAC. Falcontech оснащена линией по производству порошка титанового сплава EIGA с годовой производительностью 90 тонн авиационного порошка с сертификацией CAAC.
С момента начала сотрудничества с Farsoon в 2019 году, компания Falcontech расширяет свои возможности аддитивного производства, установив парк металлических 3D-принтеров среднего и большого формата. В 2022 году, с установкой нескольких систем FS621M, завод Super AM компании Falcontech начал новый путь производства крупногабаритных деталей для космической промышленности.
О компании Farsoon
Farsoon Technologies, созданная в 2009 — всемирно известный производитель и поставщик промышленных систем лазерного спекания полимеров и металлов. Farsoon является ведущим поставщиком промышленных технологий AM в Китае, с растущим объемом продаж своего оборудования на международном рынке. В 2017 году Farsoon выпустила первую из новой серии машин для непрерывного аддитивного производства (CAMS) и основала Farsoon Technologies-Americas в Остине, штат Техас, США. В 2018 году в Штутгарте, Германия, была основана Farsoon Europe GmbH, для расширения прямых операций в Европе. Farsoon стремится развивать аддитивное производство в соответствии с его потенциалом и предоставлять клиентам лучшие в своем классе системы, материалы, программное обеспечение, приложения и услуги.
Где приобрести оборудование для 3D-печати Farsoon
Промышленное оборудование и материалы для 3D-печати Farsoon заказывайте у официального дилера — компании TopStanok.ru.