В последнее время специалисты НАСА проводят массу исследований, направленных на внедрение технологий трехмерной печати в дело производства космической техники и в область обеспечения космических полетов. Демонстрацией перспективности данного направления стали последние испытания, проведенные недавно в Центре космических полетов НАСА имени Маршалла, достаточно мощного реактивного ракетного двигателя, некоторые ключевые узлы которого были изготовлены именно с помощью технологий трехмерной печати.

Узел, о котором сейчас идет речь, является одной из самых важных частей реактивного двигателя — его инжектором. Во время работы двигателя через сопла инжектора в камеру сгорания двигателя распыляется топливо, которое, сгорая, выделяет энергию, за счет которой образуется реактивная тяга, толкающая ракету. Инжектор, который был изготовлен с помощью 3D-печати, является уменьшенной копией инжекторов, которые используются в двигателях больших ракет-носителей. Его размеры соответствуют размерам инжектора, которые устанавливаются на реактивные двигатели малого класса.

Во время испытаний, которые были проведены 22 августа 2013 года, реактивный двигатель произвел реактивную тягу, силой порядка 90700 килограмм, что почти не отличается от тяги такого двигателя, на котором установлен инжектор, изготовленный из монолитного металла с помощью традиционных технологий механической обработки. Испытуемый инжектор, изготовленный с помощью 3D-печати, успешно выдержат все критические условия работы, давление, превышающее значение в 100 атмосфер, и температуру свыше 3300 градусов по шкале Цельсия.

Изготовлением инжектора занималась компания Directed Manufacturing, направлением работы которой является разработка и применение технологий быстрого макетирования. Специалисты компании использовали процесс, называющийся лазерным сплавлением, который позволяет создавать слой за слоем трехмерные объекты, плавя лучом мощного лазера в необходимых местах порошок из сплава хрома и никеля.

Выгода от использования технологий трехмерной печати в этом деле весьма очевидна. Инжектор, изготовленный традиционным способом, состоит из 115 деталей, а на его производство уходит около шести месяцев времени. С помощью трехмерной печати был создан инжектор, состоящий из 2 деталей, его изготовление заняло менее месяца времени, а конечная стоимость «напечатанного» инжектора в два раза ниже стоимости обычного инжектора.

Около месяца назад специалисты НАСА уже проводили испытания инжектора реактивного двигателя, изготовленного с помощью трехмерной печати. Прошлые и нынешние испытании продемонстрировали, что узлы, изготовленные с помощью технологий трехмерной печати, ни в чем не уступают узлам, изготовленным традиционными способами, и способны выдерживать высокие механические нагрузки, высокое давление, температуру и прочие неблагоприятные условия. При этом, способ изготовления такого важного узла, как инжектор, не оказывает никакого влияния на характеристики реактивного двигателя в целом.

Быть может, что именно технологии космической трехмерной печати, разрабатываемые компаниями Directed Manufacturing и Made in Space, по крайней мере на это надеются в НАСА, станут тем, что поможет спасти жизни астронавтов, дав им возможность изготовить вышедшие из строя узлы и детали во время будущих миссий на Марс, астероиды и в дальний космос.