در سال‌های پیشین، فرآیند تولید موتورهای موشکی به شکلی بسیار پیچیده، زمان‌بر و پرهزینه انجام می‌شد که مستلزم تجمع عناصر ریز به تعداد زیاد بود و در نهایت سبب سنگینی آن‌ها می‌گردید. اما امروزه، با پیشرفت‌های چشم‌گیر در عرصه فناوری چاپ سه‌بعدی، شرکت‌های برجسته در زمینه فضایی به متدهای نوین برای ساخت این موتورها متوسل شده‌اند. این دگرگونی نه تنها سبب تولید قطعات با پیچیدگی‌های بی‌نظیر شده بلکه به طرز قابل توجهی بر کارایی و اعتمادپذیری آن‌ها افزوده است.
فواید چاپ سه‌بعدی در فرآیند تولید موتورهای موشکی
تکنولوژی چاپ سه‌بعدی این امکان را فراهم آورده که قطعات فلزی پیچیده‌ای برای موتورهای موشکی با هزینه‌ای پایین‌تر و سرعتی سریع‌تر تولید گردد. در گذشته، ساخت این موتورها شامل مراحل پیچیده‌ای از مونتاژ و جوش دادن هزاران قطعه مجزا بود که نهایتاً به وزن زیاد و مدت زمان طولانی تولید منجر می‌شد. سازمان‌هایی نظیر ناسا (NASA) با سرمایه‌گذاری در این فناوری، موفق به ساخت پیشرانه‌های سبک‌تری شدند که علاوه بر کاهش جرم کل موشک، نصب آن‌ها آسان‌تر بوده و کارایی سوخت را بهبود می‌بخشد. این افزایش سرعت در فرآیند تولید، این امکان را به‌وجود آورده است که طراحی‌های جدید به طور انبوه ساخته و آزمایش شوند؛ از این رو، اگر در مرحله توسعه نمونه‌های اولیه مشکلی پیش آید، مهندسان می‌توانند طی چند روز یک پیشرانه جدید تولید کنند.
آلیاژهای نوین؛ تبدیل چالش‌ها به فرصت‌ها
با اینکه پیشتر تصور می‌شد قطعات تولید شده با روش سه‌بعدی قادر به تحمل شرایط سخت فضایی نیستند، پیشرفت در ساخت آلیاژهای جدید این محدودیت را کنار زده و استفاده از چاپ سه‌بعدی را ممکن ساخت. شرکت المنتوم 3D که با ناسا همکاری نزدیکی دارد، پیشگام فرآیندی به نام تولید افزودنی واکنشی (Reactive Additive Manufacturing) است. این روش با افزودن ذرات خاصی به آلومینیوم و به‌وجود آوردن واکنش‌های شیمیایی حین فرآیند چاپ، آلیاژی قوی، مقاوم در برابر حرارت و سبک را تولید می‌کند که هم اقتصادی است و هم به راحتی قابل جوشکاری می‌باشد. به‌علاوه، اسپیس‌ایکس (SpaceX) برای موتورهای سوپر دراکو (SuperDraco) خود از آلیاژ اینکونل (Inconel) که شامل نیکل و کروم می‌باشد، بهره می‌برد. این آلیاژها به مهندسان این امکان را می‌دهند که قطعات پیچیده را با حداقل نیاز به جوشکاری بسازند و زمان تولید را به شکل چشمگیری کاهش دهند.
محدودیت‌ها؛ آنچه چاپ سه‌بعدی قابلیت تولید آن را ندارد
با وجود دستاوردهای قابل توجه، لازم است ذکر شود که موتورهای موشکی عمدتاً تحت چاپ سه‌بعدی ساخته می‌شوند و نه به‌طور کامل. بر اساس داده‌ها، تقریباً ۸۰ تا ۸۵ درصد از اجزای موتورهای معاصر از طرف شرکت‌هایی مانند اورسا میجور (Ursa Major) و رولتیویتی اسپیس (Relativity Space) به روش سه‌بعدی تولید می‌شوند. این اجزا عمدتاً شامل مخازن اکسیدکننده و پیشران، محفظه‌های احتراق، انژکتورهای سوخت، پمپ‌ها و شیرآلات هستند.
با این حال، حدود ۱۵ تا ۲۰ درصد از قطعات هنوز به شیوه سنتی تولید می‌شوند. این عناصر شامل اجزایی هستند که باید در برابر دماها و فشارهای بسیار شدیدتر مقاومت کنند، در معرض مواد شیمیایی خاص قرار بگیرند یا نیاز به دقت ابعادی بسیار بالایی دارند که از ظرفیت‌های فعلی فناوری‌های چاپ سه‌بعدی خارج است.
نظرات کاربران