چاپ سه بعدی و نیکل ما را به فضا نزدیکتر می کند
قطعا این گفته درست است که انسان بدون علم آبکاری توان سفر به فضا را نداشت.صنعت آبکاری توانایی ویژه ای به انسان برای رسیده به رویا هاش داده است. نیکل اما نقش پر رنگتری در این موضوع دارد. در اینجا سعی شده است به جنبه ای دیگر به آبکاری و نیکل پرداخته شود.
این حقیقتا علم راکت است
چاپ سه بعدی و نیکل ما را به فضا نزدیکتر می کند
در سال های اخیر، رویای ساخت جانشینی ارزشمند برای شاتل فضایی (وسیله ای ارزان قیمت برای سفرهای فضایی) در حال به وقوع پیوستن است.
ایالات متحده در ساخت وسایط فضا ناو با قیمت کم و قابل استفاده مجدد پیشرو است تلاشی که به واسطه رویدادی مهم شتاب گرفته است: با پایان پروژه شاتل در سال 2011، ایالات متحده به موتورهای راکت RD-180 ساخت روسیه برای انتقال محموله (از جمله ماهواره های امنیت ملی) به فضا وابسته بود. در سال 2014 کنگره ایالات متحده برای از بین بردن این وابستگی و ساخت قابلیت های بومی پرتاب ناوهای فضایی تا سال 2019 مهلت تعیین کرد. به همین ترتیب ناسا از سال 2006 با تعداد زیادی از کشورها برای توسعه ظرفیت انتقال بار و خدمه به مدار نزدیک زمین مشارکت کرده است. تعدادی از شرکت های آمریکایی وارد این پروژه شدند و اکنون در شرف رسیدن به هدف بردن محموله و سرنشینان به فضا هستند در حالی که آنها با استفاده از آلیاژهای نیکل هزینه های سکوهای پرتاب را کاهش داده اند (و در مواردی قابلیت استفاده مجدد دارند).
چاپ سه بعدی و آلیاژهای نیکل درفرآیند ساخت استفاده شده اند
سه شرکت های Space-X (تاسیس شده توسط Elon Musk آرشیتکت محصولات تسلا) ، Blue Origin(تاسیس شده توسط Jeff Bezos) و Aerojet Rocketdyne در حال استفاده از چاپ سه بعدی برای ساخت اجزای مهم راکت بعدی شان هستند. چاپ سه بعدی چند مزیت متفاوت نسبت به روند ساخت قدیمی در طراحی و ساخت راکت دارد.
طبق گفته ناسا عاملی مهم در کاهش هزینه، به حداقل رساندن تعداد شرکت هاست. در مورد موتورAerojet مونتاژ اجزاء چاپی مستلزم ساخت تنها سه بخش جداگانه است در حالی که نسخه اصلی 100 بخش دارد. به علاوه آلیاژهای نیکل قابلیت مقاومت در برابر گرمای شدیدی و فشار به وجود آمده در سفرهای فضایی را فراهم میکند. Space-X (همان طور که در مجله نیکل Vol. 29, No. 2, July 2014 ذکر شده بود) از چاپ سه بعدی برای ساخت محفظه موتورش استفاده کرد.
شرکت Blue Origin نیز نسل بعدی سوخت گاز مایع طبیعی موتور راکت (BE-4) را با آلیاژ Monel® حاوی نیکل (آلیاژK-500 (UNS K05500)) را ساخت. رویکرد چاپ Blue Origin این آلیاژ را درساخت همه یکان های رانشگر توربین هیدرولیکی جدیدش به کارگرفت از جمله در برخی از مجراهای جریان پیچیده موتور.
آلیاژ Monel® نوع K-500 اساسا حاوی نیکل ( حدود دو سوم) و مس (کمی کمتر از یک سوم) با مقدار کمتری آلومینیوم و تیتانیوم که استحکام را با سازوکاری به سرعت سخت کننده افزایش می دهد. اولین موتورهای Blue Origin BE-4 اکنون تماما با موتورهای بیشتر مونتاژ می شوند تا نتیجه زودتر حاصل شود. نهایتا هشت تا از این موتورها در راکت New Glenn ترکیب می شوند که باعث افزایش محموله های سنگین و سرنشینان در مدار شود.
همچنین رقیب آن Aerojet Rocketdyne قرار است تا سال 2019 پرتاب شود. در Aerojet از چاپ سه بعدی آلیاژ MondaloyTM آبکاری شده با نیکل برای ساخت پیش گیرنده سوخت استفاده شده است. Aerojet اخیرا آزمایش های آتش سوزی را برای ارزیابی پیش گیرنده سوخت (بخش مهمی از ماشین توربو)با موفقیت به اتمام رسانده است. آزمایش کامل موتور برای زمانی در آینده برنامه ریزی شده است.
MondaloyTM که مشترکا Aerojet Rocketdyne با آزمایشگاه تحقیقات نیروی هوایی ایجاد شد شبیه به Monel بود و استحکام و مقاومت لازم را فراهم می کند.
Blue Origin و Aerojet در حال رقابت برای ساخت موتورهایی هستند که Vulcan را تقویت کند. این وسیله توسط اتحادیه مشترک پرتاب ( (ULA) یک سرمایه گذاری مشترک بین Boeing و Lockheed Martin) محموله های مهم داده های اطلاعاتی آمریکا را در آینده نزدیک به مدار می رساند. راکت Atlas V جدید ULA که معمولا توسط روسیه طراحی شده اند عملکرد موفقیت آمیزی در 60 راه اندازی داشته است.
با نتایج موفقیت آمیز آزمایشها بسیار واضح است که چاپ سه بعدی و آلیاژهای آبکاری شده با نیکل برای آینده سفرهای فضایی آمریکا در دهه های پیش رو حیاتی است.
