Rocket Lab: mała firma, która zapoczątkowała kosmiczną rewolucję w druku 3D

Obraz rur wydechowych rakiet podczas startu Brady Kenniston

Druk 3D wciąż wkrada się do przemysłu rakietowego. Firma SpaceX wprowadziła na rynek swoją pierwszą część wydrukowaną w 3D, korpus głównego zaworu utleniacza, na przykład w 2014 roku. A Blue Origin włącza komponenty drukowane w 3D do swojego potężnego silnika BE-4.

Ale jedną z organizacji, które mają największe doświadczenie w lataniu częściami wydrukowanymi w 3D, jest Rocket Lab z siedzibą w Nowej Zelandii i USA. Założona przez inżyniera Petera Becka w 2006 roku firma Rocket Lab jest obecnie liderem wśród firm zajmujących się wystrzeliwaniem małych satelitów dzięki Rakieta elektronowa. Do tej pory sześć rakiet zostało pomyślnie wystrzelonych – każda wyposażona w dziewięć silników Rutherforda, które są tworzone głównie przy użyciu druku 3D z metalu, podobnie jak wiele innych elementów na pokładzie.

Tradycyjne metody produkcji subtraktywnej wycinają gotowy produkt z bloku materiału. Druk 3D, znany również jako produkcja addytywna, tworzy kształt warstwa po warstwie. Dzięki temu możliwe jest tworzenie lekkich obiektów o skomplikowanych strukturach wewnętrznych, których nie da się wykonać w żaden inny sposób.

Beck, obecnie dyrektor generalny i dyrektor techniczny Rocket Lab, usiadł z nami, aby omówić decyzję swojej firmy, aby zainwestować duże środki w druk 3D i jak jest obecnie wykorzystywana w rakietach.

Laboratorium rakietowe

Jak widziałeś ewolucję druku 3D w rakietach, odkąd zdecydowałeś się użyć go do tworzenia swoich silników?

Kiedy zaczęliśmy druk 3D w metalu, bardzo wcześnie go adoptowaliśmy. Pamiętam, kiedy cztery lata temu po raz pierwszy ogłosiliśmy silnik Rutherforda na National Space Symposium, wszyscy spojrzeli na to i powiedzieli: To dość oburzające. Teraz, jeśli nie masz wydrukowanych przynajmniej części swojego silnika w 3D, uważa się, że jesteś naprawdę spóźniony.

Umieściliśmy w kosmosie ponad 50 silników Rutherforda, więcej silników drukowanych w 3D niż ktokolwiek inny w historii. Można to zrobić raz, ale zrobienie tego 50 razy z sukcesem oznacza inny poziom zrozumienia procesu i wymaganej kontroli jakości.

Czy potrafisz korzystać z gotowych maszyn, czy musiałeś stworzyć własne?

Kiedy zaczynaliśmy, kupiliśmy drukarki 3D i włamaliśmy się do nich. Zmodyfikowaliśmy go tak, aby odpowiadał naszym wymaganiom. Wydrukowaliśmy geometrię, która nawet dzisiaj, jeśli zajrzysz do większości drukarni 3D, powiedzą ci, że nie jest to geometria do druku. Wiele komponentów nawet teraz przesuwa granice tego, co byłoby ogólnie akceptowalne.

Czy zaszły jakieś fundamentalne zmiany w projekcie rakiety, które byłeś w stanie wprowadzić tylko dzięki zastosowaniu wytwarzania przyrostowego?

Och, absolutnie. Chodzi mi o to, że silnik rakietowy Rutherford jest, przynajmniej według naszej wiedzy, najbardziej wydajnym silnikiem na ciekły tlen i naftą w Ameryce, z nieco wyższą wydajnością niż [SpaceX] Merlin 1D . A to po części dzięki drukowi 3D. Drukujemy w 3D wszystkie nasze wtryskiwacze i jesteśmy w stanie wydrukować w 3D geometrię wtryskiwacza, która pozwala na doskonałe mieszanie i doskonałą wydajność, których nie można osiągnąć w innych procesach produkcyjnych. Naprawdę trudno jest uzyskać bardzo wydajny mały silnik.

Czy uważasz, że drukowanie 3D zapewnia jakieś korzyści specyficzne dla społeczności rakietowej?

Tak oczywiście. Tak samo jest w każdej branży. Gdy istnieją bardzo złożone komponenty, można je połączyć, aby podsystem lub komponent wysokiego poziomu był bardziej wydajny, bardziej opłacalny lub bardziej wydajny.

Tutaj widziałem, jak się nie udało. Ktoś spróbuje wydrukować wspornik w 3D. To tylko strata czasu. Drukowanie 3D wspornika nie ma sensu. Sekret tej technologii polega na tym, aby nie tylko ekscytować się tym, że jest ona drukowana w 3D, ale po prostu zacząć drukować w 3D wszystko, chcąc nie chcąc. Wybiera komponenty, które są złożone i które można łączyć, a jest ich [wiele] ze statkiem kosmicznym.

Jeśli wydrukujesz w 3D całą konstrukcję kratownicy, a wewnątrz niej znajduje się wspornik, który zawiera nie jeden element, ale 50 elementów wraz ze zbiornikami na paliwo, teraz mówimy. To naprawdę bardzo przydatne wykorzystanie technologii.

Czy na początku było wyzwaniem, aby zachęcić klientów do współpracy z silnikiem wydrukowanym w 3D?

Nie całkiem. Jednym z prawdziwych testów było to, kiedy lecieliśmy na misję NASA. NASA analizuje bardzo szczegółowo wszystkie systemy pojazdu startowego i oczywiście spędziła dużo czasu na silniku Rutherforda i zrozumieniu komponentów drukowanych w 3D oraz technologii. Ale to wszystko przeszło zbiórkę.

Czy uważasz, że istnieje przewaga pierwszego gracza, jeśli chodzi zarówno o wystrzeliwanie małych satelitów, jak i drukowanie 3D?

Absolutnie. W przygotowaniu jest ogromna liczba małych pojazdów nośnych. I to zabawne, bo wszyscy cytują tych samych klientów. Przewidujemy więc naprawdę brutalną konsolidację rynku małych pojazdów. W tej chwili zdecydowanie jest w bańce. Myślę, że mała premiera czeka naprawdę brutalny czas w ciągu najbliższych 12-18 miesięcy.

Jak myślisz, jak to wpłynie na Rocket Lab?

Jesteśmy w bardzo wyjątkowej sytuacji, ponieważ jesteśmy teraz jedynymi osobami latającymi. Widzimy więc ogromną liczbę demanifestacji innych firm produkujących rakiety papierowe [firm, które jeszcze nie wystrzeliły na nas swoich rakiet], ponieważ ludzie zaczynają zdawać sobie sprawę, że te firmy, z którymi kupili rakiety, dzielą lata i lata od rzeczywistego wystrzelenia. . Droga do pierwszego lotu jest brutalna, ale droga po pierwszym locie do produkcji jest równie brutalna.

Ten wywiad został zredagowany dla jasności i długości

ukryć