piątek, 7 czerwca 2019

Druk 3D - w kosmosie i na Ziemi

Druk 3D od jakiegoś czasu rewolucjonizuje różne obszary przemysłu. Ostatnio dwa przypadki zrobiły na mnie szczególne wrażenie. Coraz więcej części rakiet, w tym części samych silników, które muszą znosić niejednokrotnie ekstremalne warunki, jest drukowanych w 3D. Do tej pory jednak generalnie chodziło o drukowanie “klasycznych” elementów zamiast klasycznego ich odlewania, formowania czy wycinania.

Na scenę wkracza Relativity Space. Kluczowe w ich podejściu jest to, że druk 3D jest integralną częścią projektowania. Tradycyjna produkcja wymaga tworzenia części osobno, spawania, skręcania czy innego łączenia ich ze sobą, bo często inaczej po prostu się nie dało. W tym wypadku można tworzyć całe złożone struktury.

W ten sposób Relativity Space chce radykalnie zmniejszyć liczbę części - nawet stukrotnie. Można oczekiwać uproszczenia i lepszych parametrów, w tym niezawodności i dłuższego życia silnika. Na przykład - niektóre silniki rakietowe przepuszczają ciekłe, zimne paliwo przewodami wokół dyszy i komory spalania, żeby dzięki temu paliwo spalane w temperaturze rzędu 3000°C nie stopiło silnika. Zamiast montować przewody, uszczelki, łączenia i inżynier raczy wiedzieć co jeszcze, można coś takiego wydrukować. Powinno to zapewnić lepsze przewodzenie temperatury, lepszą szczelność...

Pracownicy Relativity Space chwalą się drukiem całego pokazowego silnika w 3 częściach (czas druku to 9 dni). Analogiczny, klasycznie skonstruowany silnik może mieć 3000 części. To tylko pokazówki, niegotowe do lotów, ale łatwo sobie wyobrazić, że NASA i cały kosmiczny biznes patrzy z zainteresowaniem. Testowe loty mogą odbyć się już w 2020.

A to nie wszystko. Druk 3D coraz częściej zwraca na siebie uwagę sektora energetycznego. Technologia ta może ułatwić lub przyspieszyć pracę nad małymi modularnymi reaktorami jądrowymi. Niedawno w Oak Ridge National Laboratory wydrukowano caluśki kadłub niewielkiej łodzi podwodnej. Trwało to trzy tygodnie zamiast wielu miesięcy i było dziesięciokrotnie tańsze od standardowego procesu. Taki wymarzony reaktor, mały zamknięty, bezpieczny, możliwy do zamontowania w dowolnej dziurze odciętej od sieci energetycznej, byłby podobnej wielkości.

Duże reaktory potrzebują paliwa co ~2 lata. Takie małe reaktorki mogłyby dostarczać energię przez dekadę bez “tankowania”. W regionach podbiegunowych (czy po prostu chłodniejszych) niewielkie reaktory modularne mogłyby dostarczać zarówno energii jak i ciepła. Stan Alaska już teraz chciałby dziewięć takich urządzeń. SMRs (Small Modular Reactors) mają też zadatki na to, by być rozwiązaniem tańszym od wielkich zcentralizowanych elektrowni jądrowych. Co ma sens, biorąc pod uwagę, że ich koszty są napompowane, w pewnym stopniu słusznie, z powodu obsesji antyatomowych i silnego lobby paliw kopalnych.

Po serialu “Czarnobyl” bez wątpienia nie będzie ani trochę łatwiej.


Źródełka:
RelativitySpace
Micro-Reactors Will Provide Cost-Competitive, Carbon-Free Energy in Remote Places
How a 3D-Printed Sub Could Revolutionize Nuclear Energy
These Engineers Want to 3D Print an Entire Rocket in 60 Days


7 komentarzy:

  1. Czytam z przyjemnością! Jak jednak człowiek obeznany z nauką może napisać "lepsze przewodzenie temperatury"?! To bełkot...

    OdpowiedzUsuń
  2. Druk 3D trafił tam, gdzie od początku widziałe jego miejsce - jako bardziej elastyczna alternatywa, przemysłowych obrabiarek CNC, przy produkcji kosztownych, niskoseryjnych wyrobów specjalistycznych.

    Natomiast nie ma i długo (nigdy?) nie będzie sensownego zastosowania dla domowego, cywilnego druku 3d dóbr powszechnego uzytku, bo to się zupełnie nie opłaca, w porównaniu z dobrze opanowanymi metodami produkcji wielkoprzemysłowej, nie mówiąc już o ograniczeniach jakie mają proste domowe drukarki, na których można sobie wypordukować najwyżej jakiś gadżet (o mocno takich sobie parametrach).

    OdpowiedzUsuń
  3. Bardzo fajnie napisane. Pozdrawiam.

    OdpowiedzUsuń
  4. Mega! Mnie druk 3d od dawna zachwyca. Zawsze chciałam mieć taką drukarkę w naszej firmie i w tym roku w końcu spełnię to marzenie! Na https://ubot3d.pl/ znalazłam idealną drukarkę 3d. Wierzę, że pozwoli nam zrealizować wiele naszych biznesowych planów.

    OdpowiedzUsuń
  5. Trochę się różnią - jestem ciekawy jak będzie wyglądał proces taki jak wynajem drukarek kiedy technologia się już rozwinie.

    OdpowiedzUsuń