L’AMCM d’EOS a achevé le plus grand moteur-fusée à gaz d’impression 3D au monde. Le moteur a été entièrement conçu dans le logiciel d’entreprise allemand Hyperganic Core en utilisant des algorithmes logiciels avancés, éliminant ainsi le besoin de tout processus de modélisation CAO manuelle, tout en étant peut-être la pièce de fabrication additive la plus complexe jamais produite - brisant tous les flux de travail traditionnels. Imprimé en cuivre sur l’énorme installation d’impression 3D de 1 m de volume de construction d’AMCM, le moteur mesure 80 cm de haut.
Algorithme puissant
Ce moteur-fusée Aerospike démontre les possibilités de combiner la puissance des algorithmes logiciels avec le système d’impression 3D-fabrication additive le plus avancé au monde.
Les moteurs-fusées à air offrent des avantages significatifs par rapport aux conceptions traditionnelles de buses à cloche. Le moteur Aerospike est un moteur-fusée qui maintient son efficacité aérodynamique sur une large gamme d’altitudes. Il appartient à la catégorie des moteurs à tuyère hautement compensés.
Les moteurs Aerospike utilisent 25 à 30% du carburant à basse altitude, où la poussée est la plus exigeante pour la plupart des missions. Les moteurs Aerospike sont d’énormes progrès dans la fusée, et même une fraction de pour cent vaut la peine d’être poursuivie. Le défi consiste toujours à refroidir les pointes au milieu d’un échappement extrêmement chaud.
Cette conception de moteur Aerospike est efficace et s’appuie sur les dernières connaissances en ingénierie matérielle spatiale combinées à l’ensemble des connaissances utilisées pour la conception d’échangeurs de chaleur Hyperganic. Le concept Aerospike est bien connu et facile à comprendre. Les premières conceptions sont apparues dans les années 1960 et 1970, mais à cette époque, la NASA a dû opter pour une buse traditionnelle en forme de cloche car le refroidissement des pointes n’était pas possible en utilisant des techniques d’ingénierie et de fabrication traditionnelles dans la conception de l’Aerospike.
D’une certaine manière, l’Aerospike doit être un échangeur de chaleur géant et ultra-efficace qui utilise de l’oxygène liquide cryogénique pour empêcher les pointes de fondre, et l’impression 3D facilite ces défis de fabrication.
En quelques minutes, Hyperganic Core peut créer pratiquement toutes les conceptions de moteur imaginables, y compris des têtes de jet, des systèmes de transfert de chaleur avancés et des géométries de chambre de combustion complexes, avec différents niveaux de poussée et différentes tailles, avec un logiciel qui peut rapidement itérer et s’adapter Trouvez la meilleure conception en quelques minutes en une seule itération.
Générer automatiquement des pièces
Hypertonic a développé un logiciel de conception de niveau voxel pour la fabrication additive qui supprime les contraintes de conception des fichiers STL. Hypertonic génère automatiquement des pièces grâce à des algorithmes pour créer des structures bioniques fonctionnelles complexes.
Le principe de la conception est la conception à l’aide d’algorithmes mathématiques, sans aucun modèle CAO. Le modèle de moteur de fusée d’impression 3D est créé par un processus d’évolution numérique. L’algorithme dans le processus d’évolution générera des centaines de modèles de variantes, et le logiciel effectuera une vérification de simulation physique sur ces modèles pour filtrer les modèles les plus appropriés. La conception du moteur de fusée imprimée en 3D qui en résulte a un aspect complètement différent de celui d’un design humain.
La conception des deux moteurs avec une hauteur de 80cm et une hauteur de 40cm n’est pas la même, pas seulement la taille. Les pièces pour la fabrication additive sont souvent très complexes et difficiles à mettre en œuvre avec un logiciel de CAO traditionnel. Hypertonic résout cette difficulté avec des modèles 3D de niveau voxel qui peuvent être visualisés en CAO. Le modèle commercial d’Hyperganic est également innovant, ils ne vendent pas de logiciels, mais fournissent aux clients des paramètres d’impression pour réussir, ce qui pourrait signifier qu’Hyperganic crée un modèle de partage des revenus pour les clients.
Le moteur Aerospike est doté d’une buse en forme de cloche qui comprime le gaz en expansion. La forme de base est une cloche tournée à l’envers. La conception du collecteur d’échappement Aerospike est fondamentalement le contraire d’une fusée traditionnelle en forme de cloche. La poussée de la fusée traditionnelle en forme de cloche couramment utilisée sur la navette spatiale est progressivement réduite. Le concept de conception de la structure Aerospike peut maintenir la poussée de la fusée après qu’elle ait quitté le sol.
Les structures Aerospike sont difficiles à construire par les techniques de fabrication traditionnelles, y compris une série de difficultés d’ingénierie associées: refroidissement, poids et coûts de fabrication. Grâce à la technologie d’impression 3D, des géométries complexes peuvent être créées, y compris des pièces sujettes aux interférences par l’usinage, qui peuvent être résolues efficacement par la technologie d’impression 3D. Avec la technologie d’impression 3D d’aujourd’hui et de nouveaux matériaux tels que les alliages de cuivre, un moteur Aerospike fonctionnel et économiquement viable peut être construit avec peu de coûts et de temps.