Egy Los Angeles-i startup a hordozórakéták szinte minden alkatrészét nyomtatja, amivel sokkal olcsóbbá és gyorsabbá teszi a fejlesztést és a gyártást.

Ha valaki megnézni az alábbi demóvideót, könnyen támadhat olyan benyomása, hogy egy robotot lát korongozni. Ez pedig manapság – valljuk be –, nem nagy truváj, hiszen az ipari robotok elképesztő finomságú mozgásokra képesek. A gyorsított felvétel azonban egészen mást mutat: a valóságban óriási 3D-s nyomtató (állítólag ez a világon a legnagyobb) éppen egy rakétaelemet épít. A módszer példaszerűen mutatja meg, mi az előnye az additív gyártásnak. Kis szériás termékeket lehet előállítani olcsón, nagyon rövid iterációs ciklussal.

A Los Angeles-i székhelyű Relativity Space olyan hordozórakétákat fejleszt és épít, melyek a cég szerint akár egy Mars-expedíciónál is használhatók lennének. Például olyan hajtóanyagot használnak, amely akár a vörös bolygón is előállítható lenne (elméletben és a mai, egyelőre meglehetősen korlátozott tudásunk szerint).
 


Az első lépés azonban ennél szerényebb: a tervek szerint 2021-re állna össze olyan szintre a Relativity Space rakétagyártási technológiája, hogy éles küldetésekben is használható legyen. Már be is jelentkezett hozzájuk négy cég, melyek 2021-re terveznek alacsony Föld körüli pályára juttatni műholdakat.

Mindössze 60 nap kell egy rakétához

A Los Angeles-i cég szerint a speciális feladathoz épített 3Ds- nyomtatóval mindössze 60 nap kell egy rakéta legyártásához, és mivel a rakétahajtóműveik a hagyományos hajtóműveknél lényegesen kevesebb alkatrészt tartalmaznak, megbízhatóbbak is lesznek. A Terran 1-nek nevezett rakétához tervezett hajtómű, amit Aeonnak neveztek el, összesen 100 komponensből, míg egy hagyományos hajtómű 2700-ból áll össze. Egy hagyományos űrrakétát – beleértve a hasznos terhet szállító részt – összesen kb. 60 ezer önálló alkatrészből állítanak össze, ezzel szemben egy Terran-1 mindösszesen 730 alkatrészből áll.

És épp ez az, amivel reményeik szerint sikerül óriási költségmegtakarítást elérni. Mint vezető mérnökük, Bryce Salmi írja az IEEE Spectrum oldalán, a rakéta nem a felhasznált nyersanyagok miatt drága, hanem az emberi munkaigénye miatt. Emberek alakítják az alapanyagokat alkatrészekké, és ők ellenőrzik, hogy azok repülés közben is működnek-e. Szerint az olyan startupok, mint Blue Origin, a SpaceX vagy a Virgin Orbit, sok mindent optimalizáltak ugyan, de továbbra is sok alkatrészből rakják össze az űrrakétáikat, az automatizált gyártási folyamatokban pedig drága egyedi szerszámokat használnak.

A Relativity Space kétfelől is tudott faragni a munkaerőköltségeken: amellett, hogy radikálisan csökkentette az alkatrészek számát, a gyártási folyamatot is máshogy közelítette meg. A 3D-s nyomtatás előnye ugyanis az, hogy egy lépésben állít elő az alapanyagból egy olyan komplex alkatrészt, amit hagyományos úton sok, külön legyártott apróbb részegységből kell utólag összeállítani. Utóbbi növeli a hibalehetőségeket, és lassítja a gyártási folyamatot is. Hiszen egy részegység módosítása után gyakran az összes többi elemet is módosítani kell. A 3D-s nyomtatásnál viszont az iteráció is sokkal gyorsabb – a cég honlapja szerint az iparágban átlagosan 180 nap az iterációs idő, míg náluk mindössze 15 nap.

Kellett egy új nyomtatási technológia

A cégnek szüksége volt egy új nyomtatási technológiára is. Magának a hajtóműnek a gyártására alkalmas a hagyományos, ipari környezetben már bevált ún. fém lézeres szinterezési, szaknyelven DMLS (Direct Metal Laser Sintering) eljárással dolgozó fémnyomtató, amely speciális fémporral dolgozik.
 


A rakétatestekhez – lényegében cső alakú tartályok, melyeket feltöltenek hajtóanyaggal – azonban ki kellett dolgozni egy új eljárást. A cég stílszerűen Stargate-nek, azaz Csillagkapunak nevezett óriási nyomtatója egy speciális fémötvözetből készült huzalt használ, a nyomtató robotkarja ezt viszi a nyomtatandó területre, ahol egy nagy teljesítményű lézer megolvasztja, és így építi fel rétegről rétegre a tartályt. Ez gazdaságosabb anyagfelhasználást eredményez, mint a DMLS, mert sokkal pontosabban tudja adagolni a nyomtatási alapanyagot.

A nyomtatónak három hatalmas robotkarja van, egy a nyomtatófejet mozgatja, kettő pedig tartja a nyomtatott alkatrészt. A Stargate-hez írtak egy saját "pályatervező" szoftvert is, amely a tervrajzi információkat egy lépésben alakítja át a nyomtatófejet mozgató utasításokká.

A robotkarra a méret miatt volt szükség, ám a karok kinematikája korlátozza is a nyomatok lehetséges geometriáját. Ez azonban jelen esetben nem jelent különösebb korlátot, hiszen lényegében viszonylag egyszerű hengeres formákat kell előállítani szinte bármilyen méretben.

Már megvannak az engedélyek

A cég már januárban megkapta a szükséges engedélyeket, hogy felépítse a Cape Canaveral-i űrközpontnál a Terran-1 kilövőállásását. Emellett megállapodtak a NASA-val, hogy annak New Orleans közelében található Stennis Űrközpontjában felépítenek egy rakétagyártó üzemet, ahol évente két tucat hordozórakétát fognak építeni. Ha a terv megvalósul, és a Relativity Space képes lesz a hordozórakéták olcsó előállítására, az valóban forradalmasíthatja az űrkutatást.

A Terran-1 maximum 1250 kg hasznos terhet vihet. Ezt azonban csak 185 km magasságba, azaz alacsony Föld körüli pályára (LEO –  Low Earth Orbit) tudja felvinni, 1200 km magasba 700 kg terhet vihet.

Piaci hírek

Így nyomaszt majd minket a technológia 2020-ban

A CB Insights kutatása azokat a technológiai trendeket veszi sorra, amelyeket ebben az évben már nem csak elméleti lehetőségként, hanem valós tényezőként vagy problmaként kell kezelnünk.
 
Nem elég beszélni róla, tenni is kell azért, hogy jövőállóbbak legyenek a vállalatok. Szerencsére ebben rengeteg technológia áll már a rendelkezésre, csak győzzünk válogatni közöttük.

a melléklet támogatója az Invitech

A VISZ éves INFOHajó rendezvényén az agilitás nagyvállalati alkalmazhatósága és tanulhatósága volt az egyik kerekasztal témája. Az ott elhangzottakat gondolta tovább Both András (Idomsoft), a kerekasztal egyik résztvevője.

Ez a nyolc technológia alakítja át a gyártást

a Bitport
a Vezető Informatikusok Szövetségének
médiapartnere

Az Oracle átáll a féléves verzió-életciklusra, és megszünteti az ingyenes támogatást üzleti felhasználóknak. Mire kell felkészülni? Dr. Hegedüs Tamás licencelési tanácsadó (IPR-Insights Hungary) írása.
Ön sem informatikus, de munkája során az információtechnológia is gyakran befolyásolja döntéseit? Ön is informatikus, de pénzügyi és gazdasági szempontból kell igazolnia a projektek hasznosságát? Mi közérthető módon, üzleti szemmel dolgozzuk fel az infokommunikációs híreket, trendeket, megoldásokat. A Bitport tizenegyedik éve közvetít sikeresen az informatikai piac és a technológiát hasznosító döntéshozók között.
© 2010-2020 Bitport.hu Média Kft. Minden jog fenntartva.