יצרנית הציוד המקורי להדפסת תלת מימד (OEM) וספקית השירותים 3DCeram נבחרה כספקית הרשמית של יצרנית הנעת החלל הצרפתית ThrustMe לספק חלקי קרמיקה מודפסים בתלת מימד עבור מערכת הנעת החלל שלה.
ThrustMe תבקש כעת למנף את המומחיות של 3DCeram בייצור תוספים קרמיים ולנצל את הפוטנציאל של חומרים קרמיים ליישומי תעופה וחלל. הגישה של ThrustMe לקרמיקה להדפסת תלת מימד שואפת להתגבר על המגבלות של חומרי ייצור וטכניקות מסורתיות. החברה טוענת כי ייצור תוספים קרמיים מציע פתרון קומפקטי, יעיל ואמין יותר מייצור מסורתי.
נציג המכירות של 3DCeram, Arnaud Roux, הגיב: "עבור 3DCeram, אנו גאים בשותפותנו עם ThrustMe, שכן ההשקה המוצלחת של רכיב קרמי מודפס בתלת מימד לחלל מהווה אבן דרך חשובה ביישום של ייצור תוסף. היא גם מסמנת עידן חדש. שבהם ניתן לייצר חלקים מורכבים ומותאמים אישית ביעילות חורגת ממגבלות הייצור המסורתיות. התקדמות גדולה זו לא רק מאשרת את הכדאיות של הדפסת תלת מימד ככלי ייצור, אלא מעוררת בנו השראה ללכת רחוק יותר ולפתוח את האפשרויות העצומות של העתיד."
תְמוּנָה
מדפסת תלת מימד △3DCeram. צילום באמצעות 3DCeram.
ThrustMe פונה לייצור תוסף
ThrustMe, שנוסדה ב-2017, הפכה לאחד השחקנים המרכזיים בחלל החלל החדש, המתמחה במזעור מערכות הנעה חשמליות.
עידן "החלל החדש" מתייחס לפיתוחים וההתקדמות האחרונים בתעשיית החלל המונעים על ידי חברות פרטיות. לדברי אלנה זורזולי רוסי, מנהלת מוצר ב-ThrustMe, מסחור החלל מונע על ידי התקדמות טכנולוגית מהירה. זורזולי רוסי טוען שחברות צריכות לקחת יותר סיכונים, לחזור עליהן במהירות ולנסות רעיונות חדשים להמשך פיתוח תעשיית החלל. זורזולי רוסי הוסיף: "כל שרשרת הייצור צריכה להיות מוכנה לעמוד בעלויות שטח חדשות או זמני אספקה".
בשנת 2020, ThrustMe הדגימה בהצלחה את מערכת ההנעה החשמלית הראשונה בעולם המונעת ביוד בחלל. ThrustMe מספקת כעת בעיקר למשגרי לוויינים גדולים ופתחה מתקן ייצור חדש המסוגל לייצר 365 מוצרים בשנה.
לדברי Zorzolli Rossi, לאחר מחקר וחקירה ממושכים, ThrustMe בחרה להשתמש בהדפסת תלת מימד לייצור חלקים ספציפיים במדחף. החלטה זו לקחה בחשבון גורמים רבים שהופכים את הייצור התוסף לעדיף על שיטות הייצור המסורתיות.
זורזולי רוסי מסביר: "קודם כל, תעשיית התעופה והחלל צריכה לעתים קרובות לייצר צורות מורכבות שלא ניתן להשיג בקלות בשיטות עיבוד מסורתיות. ב-ThrustMe, אנחנו לא מדברים רק על מורכבות, אלא גם על מזעור, שהוא המפתח למוצר שלנו. דרישות פיתוח. במקרה זה, הדפסת תלת מימד מציעה פתרון טרנספורמטיבי ליצירת עיצובים ספציפיים בדיוק הדרוש לנו."
בנוסף, הרבגוניות של הדפסת תלת מימד מצוטטת כיתרון מרכזי, המאפשר לחברות לחזור ולחדד עיצובים במהירות מבלי להיגרם בעלויות משמעותיות או זמני אספקה.
זורזולי רוסי אמר: "תהליכי ייצור מסורתיים כרוכים לעתים קרובות ביצירת תבניות או כלי עבודה, מה שעלול להיות גוזל זמן ויקר. עם הדפסת תלת מימד, אנו יכולים לייצר במהירות אבות טיפוס ולחזור על עיצובים עם זמן הגדרה מינימלי, מה שמאפשר תהליך פיתוח גמיש יותר ו להאיץ את הזמן שלנו לשוק".
תְמוּנָה
△רכיבי תעופה וחלל ThrustMe. תמונה דרך ThrustMe.
למה להשתמש בקרמיקה?
זורזולי רוסי אמר: "הערכנו ביסודיות מספר גורמים לפני בחירת חומר קרמי. השימוש בקרמיקה לוקח בחשבון מספר גורמים מרכזיים הקשורים לסביבת החלל הקשה כגון ואקום וטווחי טמפרטורות קיצוניים, כמו גם תכונות ספציפיות של פלזמת יוד של הנעה בתפזורת מערכות (למשל שטף אנרגיה גבוה של חלקיקים אלמנטריים, פליטה משנית, קיצוץ אינטנסיבי וחריטת יונים תגובתיים)."
בסופו של דבר, שיקול מרכזי המשפיע על החלטה זו קשור לסביבה שבה ירוץ רכיב היעד. Zorzolli Ross מסביר: "חלק מהרכיבים שלנו חשופים לטמפרטורות גבוהות בסביבות פלזמה אקטיביות מבחינה כימית ודורשים חומרים בעלי עמידות תרמית וכימית מעולה. הבחירה המתאימה ביותר".
המוליכות התרמית הרחבה של קרמיקה הופכת אותם גם לאופציה אטרקטיבית. למעשה, העברת חום יעילה ובידוד תרמי הם קריטיים לרכיבים של ThrustMe. זה עוזר לכוון את שטף החום ביעילות ומונע התחממות יתר או קירור. לקרמיקה מגוון רחב של תכונות מוליכות, המאפשרות העברת חום סלקטיבית ומבטיחה ביצועים מיטביים של מוצרים אלה.
גם לתכונות החשמליות של קרמיקה היה תפקיד חשוב בתהליך בחירת החומרים של ThrustMe. Zorzolli Ross אמר: "הרכיבים שלנו היו זקוקים לחומר שיכול לבודד ולמנוע ביעילות התמוטטות חשמלית במתח גבוה. לקרמיקה יש תכונות בידוד חשמלי מצוינות, מה שהופך אותן לאידיאליות לעמידה בדרישות המחמירות שלנו בהקשר זה."
תְמוּנָה
△חלקי תעופה וחלל ThrustMe. תמונה דרך ThrustMe.
Space Ceramics הדפסת תלת מימד
בשנה שעברה הודיעה סוכנות החלל הצרפתית שהיא חוקרת את היישום של הדפסת תלת מימד קרמית באופטימיזציה של תתי מערכות חלל. באופן ספציפי, החוקרים העריכו כיצד חומרים קרמיים תחמוצת הדפסת תלת מימד יכולים לשפר את העיצוב של תתי מערכות מפתח להנעת חלל.
מחקר זה מדגיש כי קסרוג'לים אופטימליים של איטריום אלומיניום נופך (YAG) מספקים תכונות חוזק רצויות ועמידות בזחילה כאשר מודפסים בתלת מימד לצורות מורכבות. לפיכך, ניתן להשתמש בקרמיקת YAG מודפסת בתלת מימד כדי להוות בסיס לסגסוגות מתכת המשמשות בלהבי טורבינה עתידיים לחקר חלל עמוק.
בנוסף, תחנת החלל הבינלאומית (ISS) מצוידת במתקן לייצור תוספים קרמיים של MadeIn Space, מודול ייצור קרמיקה טורבו (CMM). מודול זה כולל מדפסת SLA 3D כדי להדגים את ההיתכנות של ייצור רכיב טורבינה קרמי מקשה אחת בסביבת מיקרו-כבידה. אומרים שהיא מדפסת ה-SLA התלת-ממדית הראשונה שפועלת במסלול.
