यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी धातुओं के साथ 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग करने की संभावना तलाश रही है

यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ईएसए) के साथ सहयोग के ढांचे में, 3 डी सिस्टम, अपने व्यक्तिगत भागों विनिर्माण इकाई की सक्रिय भागीदारी के साथ, 3 डी प्रिंटिंग प्रिंटिंग का उपयोग करके दो-घटक ईंधन पर काम करने वाले संचार उपग्रह इंजनों के लिए नलिका, दहन कक्ष और विस्तारित नलिका का उत्पादन करता है। डीएमपी) ।



इंजेक्टर लाइन 3 डी सिस्टम से डीएमपी सीरीज के 3 डी प्रिंटर पर उगाया जाता है

ये विवरण ईएसए को मौजूदा संरचनाओं के लिए विनिर्माण प्रौद्योगिकियों में और सुधार की क्षमता का आकलन करने का अवसर देते हैं। इसके अलावा, ईएसए और 3 डी सिस्टम विशेषज्ञ उपग्रह इंजनों के पूर्वोक्त भागों के लिए साझा कार्यों के साथ डिजाइन विकल्प विकसित करने के लिए डीएमपी प्रौद्योगिकी की क्षमताओं का उपयोग करते हैं। यह, उदाहरण के लिए, दहन कक्ष का एक अखंड डिजाइन, जिसमें एक बाहरी प्रबलित जाल संरचना के साथ एक पतली दीवारों वाला दबाव पोत भी शामिल है। डीएमपी प्रौद्योगिकी आपको वजन कम करने, विधानसभा को सरल बनाने, उत्पादन में तेजी लाने और डिजाइन के बाद के चरणों में आसानी से बदलाव करने की अनुमति देती है। ईएसए के साथ सहयोग अंतरिक्ष और एयरोस्पेस उद्योगों में उत्पादन तकनीक में सुधार करने के लिए अपनी अनूठी जानकारी को पेश करने के लिए 3 डी सिस्टम की रणनीति के अनुरूप है।

3 डी मेटल प्रिंटिंग तकनीक की वर्तमान स्थिति

संचार उपग्रह मोबाइल इंटरनेट के संचालन और बैंकों के बीच सुरक्षित वित्तीय संचार, मौसम की भविष्यवाणी के लिए प्रत्यक्ष टीवी प्रसारण और पृथ्वी अवलोकन के लिए आवश्यक हैं। ईएसए का एक कार्य अंतरिक्ष उपग्रह इंजन निर्माण प्रौद्योगिकियों के विकास की देखरेख करना है। अपने स्वयं के वित्तपोषित कार्यक्रम के हिस्से के रूप में, ईएसए धातुओं के साथ 3 डी प्रिंटिंग तकनीक की वर्तमान स्थिति की पड़ताल करता है, भविष्य के इंजन के विकास के प्रकाश में इसकी क्षमता और परिपक्वता का मूल्यांकन करता है।



130 माइक्रोन के एक संकल्प के साथ एक्स-रे में छवि का विश्लेषण हमें यह निष्कर्ष निकालने की अनुमति देता है कि डीएमपी प्रौद्योगिकी का उपयोग नोजल के निर्माण के लिए प्रभावी रूप से किया जा सकता है

अपने शोध कार्यक्रम के भाग के रूप में, ईएसए ने 3 डी सिस्टम को चुना, इसके समृद्ध तकनीकी अनुभव और ग्राहक सहायता के स्तर को देखते हुए। 3 डी सिस्टम ने तीन महत्वपूर्ण भागों के लिए डिजाइन समाधानों को लागू किया, साथ ही साथ डीएमपी प्रौद्योगिकी का उपयोग करते हुए उनके विकल्प भी।

उपग्रह इंजन के नोजल में दो प्रकार के ईंधन, उनके सहज प्रज्वलन और निरंतर दहन का नियंत्रित मिश्रण होता है। वेंटुरी के रूप में दहन कक्ष में, दहन के गैसीय उत्पादों को त्वरण प्राप्त होता है, जिससे उपग्रह को वांछित कक्षा में रखा जाता है। विस्तार की नोक गैस प्रवाह पर अभिनय करके गति विशेषताओं को प्रभावित करती है।

साइमन हाइड कहते हैं, "डीएमपी तकनीक ईंधन वाल्व से दहन कक्ष में प्रवाह को अनुकूलित करने के लिए एक अभिनव रेखा बनाने की क्षमता प्रदान करती है।" इस पद्धति में निहित डिजाइन की स्वतंत्रता ईएसए को नोजल भागों की संख्या को पांच (पारंपरिक विनिर्माण तकनीकों का उपयोग करके) से एक तक कम करने की अनुमति देती है। इसके अलावा, कई असुरक्षित सीलिंग जोड़ों को समाप्त कर दिया जाता है, जो विश्वसनीय ईंधन इंजेक्शन सुनिश्चित करते हैं, और निर्माण की लागत को काफी कम करते हैं और जोखिम को कम करते हैं। 3 डी सिस्टम 99.98% तक के सापेक्ष घनत्व के साथ सजातीय संरचनाएं बनाने में कामयाब रहे, जो टाइटेनियम सहित धातुओं और मिश्र धातुओं की बढ़ती संख्या के उपयोग की अनुमति देगा।

अभिनव नोजल लाइन

3 डी मेटल प्रिंटिंग तकनीक नोजल की थर्मल गणना के लिए भी उपयुक्त है, जो गर्मी को ईंधन वाल्वों की संवेदनशील सीटों और अंतरिक्ष यान में वापस लीक होने से रोकता है। उपकरण की पहुंच पर प्रतिबंधों की अनुपस्थिति आपको थर्मल इन्सुलेशन के डिजाइन को बदलने की अनुमति देती है, जो प्रबलित जाल संरचना के कारण थर्मल चालकता को नियंत्रित करती है। विमान टाइटेनियम मिश्र धातु (Ti6Al4V) से बने नोजल भागों आम तौर पर उत्पाद की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए अंतरिक्ष क्षेत्र और रॉकेट इंजन डिजाइनर की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

3 डी मेटल प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके बनाई गई एक अभिनव रेखा वाल्व और दहन कक्ष के बीच ईंधन के प्रवाह का अनुकूलन करती है
साइमन हाइड, यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी

दहन कक्ष कार्यों का पृथक्करण

एक कॉम्पैक्ट उपग्रह इंजन के दहन कक्ष में आमतौर पर सुपरसोनिक नोजल होता है और बिना बढ़ते हुए नोजल निकलता है। ईंधन की प्रतिक्रिया एक टेपिंग सेक्शन में समाप्त हो जाती है, जहां से गर्दन के माध्यम से दहन के गैसीय उत्पाद सुपरक्रिटिकल सेक्शन में प्रवेश करते हैं, जहां वे सुपरसोनिक गति से विस्तार करते हैं। आधुनिक कैमरों को स्टार्टअप से जुड़े गैर-परिचालन भार का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया है - ये क्षणिक भार कक्ष की मोटी दीवारों द्वारा माना जाता है। कक्षा में डालने और काम के बोझ के बाद, कैमरों को ऐसी मोटी दीवारों की आवश्यकता नहीं होती है।



काम करने वाले और गैर-कामकाजी डिज़ाइन भार के बीच दहन कक्ष के कार्यों को अलग करने से एक पतली दीवार का समर्थन करने वाले संपीड़न फ्रेम का उपयोग करने की आवश्यकता होती है

साइमन हाइड के अनुसार, डीएमपी तकनीक आपको कामकाजी और गैर-कामकाजी लोड मोड के बीच कैमरा फ़ंक्शन को विभाजित करने की अनुमति देती है। एक स्पष्ट समाधान पसलियों से बना एक संपीड़न फ्रेम बनाना है जो दहन कक्ष की एक पतली दीवार और आउटलेट नोजल को संलग्न करने के लिए एक वेल्डिंग निकला हुआ किनारा का समर्थन करता है। हालांकि, एक आदिम फ्रेम के बजाय, 3 डी सिस्टम ने कम-घनत्व वाले जाल के रूप में एक सहायक संरचना का निर्माण किया। चूंकि इसकी थोक घनत्व केवल 12% है, इसलिए डीएमपी प्रौद्योगिकी का उपयोग दहन कक्ष के वजन को कम कर सकता है या संरचना की सुरक्षा के मार्जिन को बढ़ा सकता है।

वर्तमान में, कैमरा टाइटेनियम मिश्र धातु Ti6Al4V से बना है। भविष्य में, इसे एक आग रोक मिश्र धातु से उत्पादित करने की योजना है (उदाहरण के लिए, नाइओबियम, मोलिब्डेनम, टैंटलम, टंगस्टन और / या रेनियम पर आधारित), ताकि यह अल्ट्रा-उच्च ईंधन दहन तापमान का सामना कर सके। दहन कक्ष के इस क्रांतिकारी डिजाइन के आगे के अध्ययन में तनाव क्षेत्र में ग्रिड आइसोट्रॉपी का अध्ययन शामिल है, साथ ही साथ एक विस्तृत थर्मल विश्लेषण भी शामिल है। ग्रिड प्रभावी सतह विकिरण को बढ़ाएगा, इसलिए यह निस्संदेह कैमरे के चारों ओर गर्मी के प्रवाह को प्रभावित करेगा।

बड़े धातु भागों की 3 डी प्रिंटिंग

उन्नत डिजाइन क्षमताओं ने हमें इंजन दहन कक्ष की एक पतली दीवार का समर्थन करने वाली विकिरण सतह पर एक कम-घनत्व ग्रिड बनाने की अनुमति दी

ईएसए इंजीनियरों ने 50 सेमी तक के आउटलेट व्यास के साथ आउटपुट नोजल के निर्माण के लिए डीएमपी प्रौद्योगिकी का उपयोग करने की संभावना की भी जांच की। परियोजना के समय, डीएमपी प्रौद्योगिकी की क्षमताओं ने मुद्रण उत्पादों को 275 x 275 x 450 मिमी तक के आयामों के साथ अनुमति दी। नोजल में तनाव अपेक्षाकृत कम है, और नोजल के ब्रैकट भाग के द्रव्यमान में कमी इंजन की सुरक्षा के मार्जिन को बढ़ाने के लिए एक महत्वपूर्ण कारक है। 3D सिस्टम टाइटेनियम मिश्र धातु (Ti6Al4V) से बना एक आउटलेट नोजल बनाता है, जो मुख्य रूप से आउटलेट नोजल के विस्तार के लिए यांत्रिक और थर्मल आवश्यकताओं को पूरा करता है।

हाइड के अनुसार, डीएमपी प्रौद्योगिकी किसी भी डिजाइन लचीलेपन को खत्म करने, शीट सामग्री के पारंपरिक घूर्णी बाहर निकालना पर स्पष्ट विनिर्माण लाभ प्रदान करती है। यह आपको ग्राहक की विशिष्ट आवश्यकताओं के लिए ट्रैक्शन प्रोफाइल में इंजन की तकनीकी विशेषताओं को अनुकूलित करने की अनुमति देता है, जिससे डिजाइन के नवीनतम चरणों में कई निर्णय बदलना संभव हो जाता है।

अंग्रेजी से अनुवाद। इस सामग्री का मूल 3D सिस्टम वेबसाइट पर है।