La technologie SLM bat des records: le plus gros moteur de fusée imprimé

Orbex Prime Rocket. Photo: Orbex

SLM Solutions, le fabricant de systèmes d'additifs métalliques, a fabriqué un moteur pour la société aérospatiale britannique Orbex, qui est appelé le plus grand moteur-fusée d'impression 3D au monde. »

Le moteur du lanceur orbital commercial Prime a été imprimé sur une imprimante 3D en tant que produit entièrement métallique et sera utilisé pour livrer de petits satellites en orbite. La fusée Prime a récemment été officiellement dévoilée lors de la cérémonie d'ouverture du nouveau siège d'Orbex à Forres, en Écosse, parrainé par la Commission européenne Horizon 2020, la UK Space Agency (UKSA) et d'autres organisations privées et publiques.

Lors de la cérémonie, Graham Turnock, directeur exécutif de l'UKSA, a déclaré: «Le nouveau complexe du projet Orbex est une autre étape britannique vers le lancement de missiles commerciaux indépendants. C’est le renforcement de sa position de leader en Europe aux yeux de ceux qui fixent leurs yeux sur l’orbite de la Terre et au-delà à la recherche de nouvelles opportunités. "



Le directeur exécutif de l'Agence spatiale britannique Graham Turnock prend la parole lors du lancement officiel de la fusée Prime. Photo: Orbex

D'une startup inconnue à un investissement de 40 millions de dollars

Orbex a été fondée en 2015 dans le but de lancer sur l'orbite terrestre des véhicules commerciaux au format Cubsat - de petits satellites pesant plusieurs kilogrammes. La société a fonctionné «en mode furtif» jusqu'en juillet 2018, date à laquelle elle a annoncé l'attrait d'un financement privé et public d'un montant de 30 millions de livres sterling (40 millions de dollars). Dans le même temps, des informations ont été officiellement confirmées selon lesquelles l'UKSA fournirait à Orbex la possibilité de lancer depuis le cosmodrome de Sutherland, en l'utilisant en collaboration avec un concurrent américain, Rocket Lab.

Grâce à l'impression 3D, Prime est 30% plus léger et 20% plus efficace que tout autre lanceur de cette catégorie.

Le lanceur léger d'Orbex Prime est alimenté par de l'oxygène liquide et du propane, un gaz qui est une alternative non toxique et moins chère à l'hydrogène. Comme de nombreux autres missiles modernes, le booster Prime est conçu pour être réutilisé, ce qui réduit la quantité de déchets générés pendant le processus de lancement.

Le missile Prime, haut de 19 m et 1,3 m de diamètre, est capable de livrer une charge utile de 150 kg jusqu'à une hauteur de 500 km. À cet égard, elle est comparable à la fusée Electron du Rocket Lab, avec des charges utiles allant de 150 à 225 kg, mais notez que ces deux missiles utilisent des carburants différents.

Impression 3D d'un moteur de fusée principal

Le moteur de fusée Prime a été imprimé par SLM Solutions sur une imprimante 3D grand format SLM 800. La chambre de fabrication SLM 800 a une taille de 260x500 mm et permet l'impression de pièces jusqu'à 800 mm de hauteur - ce dont le moteur Orbex a besoin.



Gros plan d'un moteur-fusée Prime imprimé comme un tout. Photo: Orbex

Le moteur était en alliage de nickel et la méthode de fabrication additive a permis à Orbex de passer 90% de temps en moins et de réduire les coûts de plus de 50% par rapport à l'usinage traditionnel sur machines CNC. De plus, selon les experts, cette méthode de fabrication du moteur a permis de rendre la fusée Prime "30% plus légère et 20% plus efficace que tout autre lanceur de cette catégorie". Au stade du développement du concept, l'investisseur stratégique d'Orbex, Elecnor Deimos Space, a démontré que la fusée Prime n'avait qu'une masse de 18 tonnes.

L'un des facteurs clés dans le processus de fabrication du moteur est l'impression 3D avec du métal sous la forme d'un produit intégral, ce qui augmente considérablement sa fiabilité globale en raison de l'absence de joints et de coutures. Parlant du processus de création d'un moteur, Lucas Pankevich, spécialiste de l'impression 3D de SLM Solutions, note: «Nous avons essayé de répondre aux attentes de l'équipe d'Orbex en matière de qualité et de rendre le moteur adapté à la production additive sans compromettre sa fonctionnalité. Lors de la préparation des données, chaque structure de support a été mise en place individuellement pour garantir la meilleure qualité dans chaque section du moteur, en tenant compte, entre autres, du processus de post-traitement. »

Nous attendons avec impatience le lancement en 2021!

Dans l'industrie du lancement de l'espace privé, de plus en plus de concurrents apparaissent pressés de prendre la tête du marché commercial. Afin de réduire les coûts et de développer de nouvelles conceptions légères , de nombreux fabricants dans ce domaine ont eu recours à des imprimantes 3D pour la production de moteurs. Ainsi, l'impression 3D a été utilisée pour créer le moteur Space X Superdraco, le moteur AR1 (Aerojet Rocketdyne), le moteur Rutherford (Rocket Lab) et des pièces individuelles des moteurs de la série Blue Origin BE.

Le premier lancement de la fusée Orbex Prime avec un moteur imprimé en 3D est prévu pour 2021 - ce sera la conclusion de la charge utile expérimentale de Surrey Satellite Technology, un leader dans le domaine de l'impression 3D.

S'exprimant lors de la cérémonie de lancement de la fusée Prime, Chris Larmor, PDG d'Orbex, a déclaré: «Orbex a franchi quelques étapes importantes aujourd'hui en créant quelque chose d'unique en Europe - un projet de lancement de microsatellites privé bien financé doté d'excellentes capacités de fabrication et d'une étroite collaboration. avec les entreprises industrielles et la croissance rapide du nombre de clients commerciaux. »

Traduction de l'anglais. L'original de ce matériau est sur 3dprintingindustry.com