Dorine Schenk
Ruimtevaartbedrijven van NASA tot de startup Relativity Space experimenteren met 3D-printers. NASA heeft een verbrandingskamer geprint. De tweede wil 95 % van een raket uit een printer laten rollen.
Raketten bouwen is duur en tijdsintensief. De productie-eisen zijn hoog omdat de onderdelen grote krachten en extreme omstandigheden aan moeten kunnen. En er is geen sprake van efficiënte massaproductie; zoveel raketten gaan er niet omhoog.
3D-printers kunnen hier verandering in brengen. Deze Additive Manufacturing techniek is inmiddels zo ver ontwikkeld dat ermee snel en relatief goedkoop onderdelen gemaakt kunnen worden van hoge kwaliteit.
In mei maakten NASA en het Amerikaanse, private ruimtevaartbedrijf Virgin Orbit bekend ze succesvol een 3D-geprinte verbrandingskamer hebben getest. Virgin Orbit 3D-print al langer motoronderdelen. Ze sloegen de handen ineen met NASA om de 3D-geprinte verbrandingskamer te produceren. Dit onderdeel, waar de raketbrandstoffen gemengd en ontstoken worden, moet hoge temperaturen en grote krachten aankunnen.
Voor het printen van de binnenkant van de verbrandingskamer werd gebruik gemaakt van de koperlegering GRCop-84 waarmee NASA in 2014 voor het eerst succesvol een raketonderdeel 3D-printte. Daaromheen bracht Virgin Orbit met hun eigen apparatuur een laag aan van een bimetalen legering.
Ingenieurs testten de verbrandingskamer met een combinatie van vloeibare zuurstof en kerosine onder hoge druk. De verbrandingskamer kon met deze drijfgassen succesvol 900 kg aan stuwkracht leveren tijdens 25 tests waarbij de er telkens 60 s lang gevuurd werd.
Ook de private ruimtevaartbedrijven SpaceX en Blue Origin experimenteren met 3D-printers.
De Amerikaanse startup Relativity Space gaat een stap verder. Dat ruimtevaartbedrijf wil 95 % procent van een raket, genaamd Terran 1, 3D-printen in slechts 60 dagen. Twee maanden is een onvoorstelbaar korte productietijd als je het vergelijkt met andere ruimtevaartbedrijven waar de productie van een enkel onderdeel al maanden kan duren. Daarbij gaat er ook veel tijd en werk zitten in het combineren van de onderdelen die vaak van verschillende leveranciers komen. Relativity Space’s doel is een magazijn vol 3D-printers om de productie te stroomlijnen en de productietijd flink te kunnen verkorten.
Het bedrijf zegt op schema te liggen voor hun eerste testlancering met de Terran 1 in 2020 en voor de commerciële lanceringen die vanaf 2021 plaats moeten gaan vinden. Een ambitieus doel, want op dit moment heeft Relativity Space nog geen volledige raket geprint. En er is nog een reeks aan tests nodig voordat het ruimtevaartuig omhoog kan.
