В статье — о печати фирмой Innospace (Седжон, Южная Корея) баллонов для ракетных двигателей без использования опорных структур.
Селективное лазерное плавление (SLM, СЛП, PBF-LB) — метод 3D-печати путем выборочного послойного сплавления металлического порошка (подробнее здесь).
Одним из недостатков метода селективного лазерного плавления (SLM, СЛП) являются ограничения на геометрию изделия: недопустимы нависания с углом менее 45 градусов, длинные мосты, арки и т. п. (подробнее здесь). Ограничения на геометрию сильно сдерживают возможности 3D-печати по этому методу — приходится менять сечение отверстий, ставить многочисленные поддержки.
Есть два способа обойти эти ограничения.
Первый — использовать специальное сложное оборудование с многочисленными датчиками, контролирующими процесс нагрева при 3D-печати (по этому пути пошла американская фирма Velo3D, подробнее — здесь).
Второй — разработка новых, более продвинутых способов сканирования. Поэтому пути идут китайские ученые; в частности, более прогрессивные алгоритмы сканирования используются в 3D-принтерах фирмы Kings 3D с 2024 года, которые позволяют уменьшить угол нависаний до 10 градусов, увеличить длину мостов и диаметр отверстий:
2026 год принес еще одну новость: фирма Innospace анонсировала разработку технологии 3D-печати баллонов для космической отрасли без опорных структур одной полой деталью. Такие баллоны используются в основном для хранения жидкого кислорода. О производстве аналогичных баллонов — здесь и здесь.
Т.к. использовался стандартный китайский 3D-принтер без всяких доработок - то фирма Innospace пошла по второму пути - поиску оптимальных алгоритмов сканирования при сплавлении. К сожалению, подробности неизвестны — известно только, что использовалось программное обеспечение Oqton 3DXpert. (Oqton 3DXpert — это комбинация CAD, CAE, CAM и слайсера для SLM 3D-принтера.)
Баллоны печатаются из порошка Ti-6Al-4V (аналог нашего сплава ВТ6, традиционный материал для баллонов для жидкого кислорода). Технология позволяет печатать баллоны объемом от 1 до 15 литров, что очень мало. Ограничения по объему, вероятно, связаны с тем, что алгоритм сканирования не способен печатать купола большого размера без опорных структур, но все равно это прорыв.
Стоит сказать пару слов о фирме Innospace. Это частная южнокорейская фирма, занимающаяся разработкой, производством и запуском ракет-носителей семейства HANBIT. Как научный стартап создана в 2017 году, после запуска суборбитальной ракеты в 2023 году прошла IPO и стала в 2024 году публичной компанией.
В 2025 году прошла сертификацию по международному аэрокосмическому стандарту ISO/ASTM 52941-20. Парк оборудования включает SLM 3D-принтеры фирмы Eplus3D (Китай) (на предприятии имеется один 3D-принтер EP-M450 и два EP-M300).
Немного фотографий:
Я думаю, что внедрение новых алгоритмов сканирования продолжится и будет внедряться все шире и шире.
Предыдущие статьи по теме: