Den franska tillverkaren av originalutrustning för 3D-utskrift (OEM) och tjänsteleverantören 3DCeram har valts ut som den officiella leverantören av den franska rymdframdrivningstillverkaren ThrustMe för att leverera 3D-tryckta keramiska delar till sitt rymdframdrivningssystem.
ThrustMe kommer nu att försöka utnyttja 3DCerams expertis inom tillverkning av keramiska tillsatser och utnyttja potentialen hos keramiska material för flygtillämpningar. ThrustMes inställning till 3D-utskrift av keramik syftar till att övervinna begränsningarna hos traditionella tillverkningsmaterial och -tekniker. Företaget hävdar att keramisk tillsatstillverkning erbjuder en mer kompakt, effektiv och pålitlig lösning än traditionell tillverkning.
3DCerams försäljningsrepresentant Arnaud Roux kommenterade: "För 3DCeram är vi stolta över vårt partnerskap med ThrustMe, eftersom den framgångsrika lanseringen av en 3D-tryckt keramisk komponent i rymden markerar en viktig milstolpe i tillämpningen av additiv tillverkning. Det markerar också en ny era. där komplexa och skräddarsydda delar kan produceras effektivt går utöver traditionella tillverkningsbegränsningar. Detta stora framsteg bekräftar inte bara 3D-utskrifts lönsamhet som ett produktionsverktyg, utan inspirerar oss att gå längre och låsa upp framtidens stora möjligheter."
bild
△3DCeram 3D-skrivare. Foto via 3DCeram.
ThrustMe vänder sig till additiv tillverkning
ThrustMe grundades 2017 och har blivit en av nyckelaktörerna i det nya rymdutrymmet, specialiserat på miniatyrisering av elektriska framdrivningssystem.
Den "nya rymden"-eran hänvisar till den senaste utvecklingen och framstegen inom rymdindustrin som drivs av privata företag. Enligt Elena Zorzolli Rossi, produktchef på ThrustMe, drivs kommersialiseringen av rymden av snabba tekniska framsteg. Zorzolli Rossi hävdar att företag måste ta fler risker, iterera snabbt och prova nya idéer för att vidareutveckla rymdindustrin. Zorzolli Rossi tillade: "Hela produktionskedjan måste vara redo att möta nya utrymmeskostnader eller leveranstider."
2020 demonstrerade ThrustMe framgångsrikt världens första joddrivna elektriska framdrivningssystem i rymden. ThrustMe levererar nu främst till stora satellituppskjutare och har öppnat en ny produktionsanläggning som kan producera 365 produkter per år.
Enligt Zorzolli Rossi valde ThrustMe efter en lång forskning och utforskning att använda 3D-utskrift för att tillverka specifika delar i thrustern. Detta beslut tog hänsyn till många faktorer som gör additiv tillverkning överlägsen traditionella tillverkningsmetoder.
Zorzolli Rossi förklarar: "Först och främst behöver flygindustrin ofta producera komplexa former som inte enkelt kan erhållas med traditionella bearbetningsmetoder. På ThrustMe pratar vi inte bara om komplexitet, utan också om miniatyrisering, som är nyckeln till vår produkt utvecklingskrav. I det här fallet erbjuder 3D-utskrift en transformativ lösning för att skapa specifika mönster med den precision vi behöver."
Dessutom nämns mångsidigheten hos 3D-utskrift som en viktig fördel, vilket gör att företag kan upprepa och förfina design snabbt utan att ådra sig betydande kostnader eller ledtider.
Zorzolli Rossi sa: "Traditionella tillverkningsprocesser involverar ofta skapandet av formar eller verktyg, vilket kan vara tidskrävande och dyrt. Med 3D-utskrift kan vi snabbt producera prototyper och iterera design med minimal installationstid, vilket underlättar en mer flexibel utvecklingsprocess och snabba upp vår tid till marknaden."
bild
△ThrustMe flygkomponenter. Foto via ThrustMe.
Varför använda keramik?
Zorzolli Rossi sa: "Vi utvärderade noggrant flera faktorer innan vi valde ett keramiskt material. Användningen av keramik tar hänsyn till flera nyckelfaktorer relaterade till den hårda rymdmiljön som vakuum och extrema temperaturintervall, såväl som jodplasma Specifika egenskaper för bulkframdrivning system (t.ex. högt energiflöde av elementära partiklar, sekundär emission, intensiv sputtering och reaktiv jonetsning)."
I slutändan har en nyckelfaktor som påverkar detta beslut att göra med miljön där målkomponenten kommer att köras. Zorzolli Ross förklarar: "Vissa av våra komponenter utsätts för höga temperaturer i kemiskt aktiva plasmamiljöer och kräver material med utmärkt termisk och kemisk beständighet. Det lämpligaste valet."
Den breda värmeledningsförmågan hos keramik gör dem också till ett attraktivt alternativ. Faktum är att effektiv värmeöverföring och termisk isolering är avgörande för ThrustMes komponenter. Detta hjälper till att rikta värmeflödet effektivt och förhindrar överhettning eller kylning. Keramik har ett brett utbud av ledande egenskaper, vilket möjliggör selektiv värmeöverföring och säkerställer optimal prestanda för dessa produkter.
Keramikens elektriska egenskaper spelade också en viktig roll i ThrustMes materialvalsprocess. Zorzolli Ross sa: "Våra komponenter behövde ett material som effektivt kunde isolera och förhindra elektriska högspänningsavbrott. Keramik har utmärkta elektriska isoleringsegenskaper, vilket gör dem idealiska för att uppfylla våra stränga krav i detta avseende."
bild
△ThrustMe flygdelar. Foto via ThrustMe.
Rymdkeramik 3D-utskrift
Förra året tillkännagav den franska rymdorganisationen att man forskar om tillämpningen av keramisk 3D-utskrift för optimering av rymdundersystem. Specifikt utvärderade forskarna hur 3D-utskrift av oxidkeramiska material kunde förbättra utformningen av viktiga delsystem för rymdframdrivning.
Denna studie visar att optimerade yttrium aluminium granat (YAG) xerogel ger önskvärd styrka och krypmotståndsegenskaper när 3D-utskrift i komplexa former. Således skulle 3D-printad YAG-keramik kunna användas för att utgöra grunden för metallegeringar som används i framtida turbinblad för utforskning av rymden.
Dessutom är den internationella rymdstationen (ISS) utrustad med MadeIn Spaces tillverkningsanläggning för keramiska additiv, Turbo Ceramic Manufacturing Module (CMM). Denna modul innehåller en SLA 3D-skrivare för att demonstrera möjligheten att tillverka en keramisk turbinkomponent i ett stycke i en mikrogravitationsmiljö. Det sägs vara den första SLA 3D-skrivaren som fungerar i omloppsbana.
