Η AMCM της EOS ολοκλήρωσε τον μεγαλύτερο πυραυλικό κινητήρα τρισδιάστατης εκτύπωσης στον κόσμο που λειτουργεί με αέριο. Ο κινητήρας σχεδιάστηκε εξ ολοκλήρου στο γερμανικό εταιρικό λογισμικό Hyperganic Core χρησιμοποιώντας προηγμένους αλγόριθμους λογισμικού, εξαλείφοντας την ανάγκη για οποιαδήποτε χειροκίνητη διαδικασία μοντελοποίησης CAD και ταυτόχρονα είναι πιθανότατα το πιο περίπλοκο εξάρτημα που κατασκευάστηκε με πρόσθετα που κατασκευάστηκε ποτέ - σπάζοντας όλες τις παραδοσιακές ροές εργασίας. Τυπωμένος σε χαλκό στην τεράστια μονάδα τρισδιάστατης εκτύπωσης της AMCM μήκους 1 m, ο κινητήρας έχει ύψος 80 cm.
Ισχυρός αλγόριθμος
Αυτός ο κινητήρας πυραύλων Aerospike δείχνει τις δυνατότητες συνδυασμού της ισχύος των αλγορίθμων λογισμικού με το πιο προηγμένο σύστημα κατασκευής πρόσθετων 3D εκτύπωσης στον κόσμο.
Οι αεροκινητήρες πυραύλων προσφέρουν σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα παραδοσιακά σχέδια με ακροφύσια καμπάνας. Ο κινητήρας Aerospike είναι ένας κινητήρας πυραύλων που διατηρεί την αεροδυναμική του απόδοση σε μεγάλο εύρος υψομέτρων. Ανήκει στην κατηγορία των κινητήρων με ακροφύσιο υψηλής αντιστάθμισης.
Οι κινητήρες Aerospike χρησιμοποιούν 25-30 τοις εκατό του καυσίμου σε χαμηλά υψόμετρα, όπου η ώθηση είναι η πιο απαιτητική για τις περισσότερες αποστολές. Οι κινητήρες Aerospike είναι τεράστιες εξελίξεις στην πυραυλική βιομηχανία, και ακόμη και ένα κλάσμα του ποσοστού αξίζει να επιδιωχθεί. Η πρόκληση είναι πάντα η ψύξη των αιχμών στη μέση της εξαιρετικά καυτής εξάτμισης.
Αυτή η σχεδίαση κινητήρα Aerospike είναι αποτελεσματική και βασίζεται στην πιο πρόσφατη γνώση στη μηχανική διαστημικού υλικού σε συνδυασμό με το σύνολο των γνώσεων που χρησιμοποιούνται για τον σχεδιασμό υπεργανικού εναλλάκτη θερμότητας. Η ιδέα του Aerospike είναι ευρέως γνωστή και κατανοητή. Τα πρώτα σχέδια εμφανίστηκαν τις δεκαετίες του 1960 και του 1970, αλλά εκείνη την εποχή η NASA έπρεπε να επιλέξει ένα παραδοσιακό ακροφύσιο σε σχήμα καμπάνας, επειδή η ψύξη των ακίδων δεν ήταν δυνατή χρησιμοποιώντας παραδοσιακές τεχνικές μηχανικής και κατασκευής στο σχεδιασμό του Aerospike.
Κατά κάποιο τρόπο, το Aerospike πρέπει να είναι ένας γιγαντιαίος, εξαιρετικά αποδοτικός εναλλάκτης θερμότητας που χρησιμοποιεί κρυογονικό υγρό οξυγόνο για να εμποδίζει τις αιχμές να λιώσουν, και η 3D εκτύπωση κάνει αυτές τις προκλήσεις παραγωγής παιχνιδάκι.
Μέσα σε λίγα λεπτά, το Hyperganic Core μπορεί να δημιουργήσει σχεδόν οποιοδήποτε σχέδιο κινητήρα μπορεί να φανταστεί κανείς, συμπεριλαμβανομένων κεφαλών εκτόξευσης, προηγμένων συστημάτων μεταφοράς θερμότητας και περίπλοκων γεωμετριών καυστήρα, με διαφορετικά επίπεδα ώσης και διαφορετικά μεγέθη, με λογισμικό που μπορεί γρήγορα να επαναλάβει και να προσαρμόσει. θέμα λεπτών σε μία επανάληψη.
Αυτόματη δημιουργία ανταλλακτικών
Η Hypertonic έχει αναπτύξει ένα λογισμικό σχεδιασμού σε επίπεδο voxel για την κατασκευή πρόσθετων που καταργεί τους περιορισμούς σχεδιασμού των αρχείων STL. Το Hypertonic δημιουργεί αυτόματα μέρη μέσω αλγορίθμων για τη δημιουργία πολύπλοκων λειτουργικών βιονικών δομών.
Η αρχή πίσω από το σχεδιασμό είναι ο σχεδιασμός μέσω μαθηματικών αλγορίθμων, χωρίς κανένα μοντέλο CAD. Το μοντέλο 3D printing κινητήρα πυραύλων δημιουργείται μέσω μιας διαδικασίας ψηφιακής εξέλιξης. Ο αλγόριθμος στη διαδικασία εξέλιξης θα δημιουργήσει εκατοντάδες μοντέλα παραλλαγών και το λογισμικό θα εκτελέσει επαλήθευση φυσικής προσομοίωσης σε αυτά τα μοντέλα για να εξετάσει τα πιο κατάλληλα μοντέλα. Το προκύπτον σχέδιο 3D εκτυπωμένου κινητήρα πυραύλων έχει μια εντελώς διαφορετική εμφάνιση από ένα ανθρώπινο σχέδιο.
Η σχεδίαση των δύο κινητήρων με ύψος 80cm και ύψος 40cm δεν είναι ίδια, όχι μόνο το μέγεθος. Τα εξαρτήματα για την κατασκευή πρόσθετων είναι συχνά πολύ περίπλοκα και δύσκολο να εφαρμοστούν με το παραδοσιακό λογισμικό CAD. Το Hypertonic αντιμετωπίζει αυτή τη δυσκολία με τρισδιάστατα μοντέλα σε επίπεδο voxel που μπορούν να προβληθούν σε CAD. Το επιχειρηματικό μοντέλο της Hyperganic είναι επίσης καινοτόμο, δεν πουλά λογισμικό, αλλά παρέχει στους πελάτες παραμέτρους εκτύπωσης για επιτυχία, πράγμα που θα μπορούσε να σημαίνει ότι η Hyperganic δημιουργεί ένα μοντέλο κατανομής εσόδων για τους πελάτες.
Ο κινητήρας Aerospike διαθέτει ένα ακροφύσιο σε σχήμα καμπάνας που συμπιέζει το διαστελλόμενο αέριο. Το βασικό σχήμα είναι ένα κουδούνι γυρισμένο μέσα προς τα έξω. Ο σχεδιασμός της πολλαπλής εξάτμισης Aerospike είναι ουσιαστικά το αντίθετο από έναν παραδοσιακό πύραυλο σε σχήμα καμπάνας. Η ώθηση του παραδοσιακού πυραύλου σε σχήμα καμπάνας που χρησιμοποιείται συνήθως στο διαστημικό λεωφορείο μειώνεται σταδιακά. Η σχεδίαση της δομής Aerospike μπορεί να διατηρήσει την ώθηση του πυραύλου αφού φύγει από το έδαφος.
Οι κατασκευές αεροσκαφών είναι δύσκολο να κατασκευαστούν με παραδοσιακές τεχνικές κατασκευής, συμπεριλαμβανομένων μιας σειράς σχετικών δυσκολιών μηχανικής: ψύξης, βάρους και κόστους κατασκευής. Μέσω της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης, μπορούν να δημιουργηθούν σύνθετες γεωμετρίες, συμπεριλαμβανομένων εξαρτημάτων που είναι επιρρεπή σε παρεμβολές από μηχανική κατεργασία, τα οποία μπορούν να λυθούν αποτελεσματικά με την τεχνολογία 3D εκτύπωσης. Με τη σημερινή τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης και νέα υλικά όπως τα κράματα χαλκού, μπορεί να κατασκευαστεί ένας λειτουργικός και οικονομικά βιώσιμος κινητήρας Aerospike με μικρό κόστος και χρόνο.