NASA sử dụng công nghệ in 3D để tạo các thành phần cho tên lửa đẩy

Công nghệ in 3D đã có sự dịch chuyển từ các phòng nghiên cứu kỹ thuật sang những hộ gia đình, và giờ đây nó đang bắt đầu lấn sân sang lĩnh vực không gian. NASA vừa tổ chức thử nghiệm các chi tiết trong động cơ tên lửa được chế tạo bằng công nghệ in 3D ở điều kiện nhiệt độ và áp suất cực cao, và so sánh với các chi tiết được làm theo cách truyền thống. Với ưu thế nhanh hơn và giá rẻ hơn, các chi tiết in 3D có tiềm năng thúc đẩy một cuộc cách mạng hoá trong việc chế tạo các thành phần của động cơ tên lửa và tiết kiệm cả thời gian và tiền bạc cho những cơ quan vũ trụ.

Rõ ràng, độ tin cậy là điều kiện tiên quyết khi muốn ứng dụng công nghệ in 3D vào trong động cơ của một tên lửa vũ trụ, chính vì thế các kỹ sư của trung tâm Marshall Space Flight thuộc NASA đã cho thử nghiệm hai vòi phun được in 3D có kích thước nhỏ và so sánh hiệu năng của chúng với loại truyền thống. Trong 11 bài kiểm tra ở các điều kiện khác nhau, hai vòi phun thử nghiệm của NASA đã được "thử lửa" ở nhiệt độ khoảng 3.316 độ C trong tổng thời gian là 45 giây.

Sandra Elam Greene, kỹ sư chuyên về tên lửa đẩy, người quản lý toàn bộ các cuộc thử nghiệm cho biết: "Chúng tôi không thấy có sự khác biệt nào về hiệu năng của các chi tiết in bằng công nghệ in 3D so với những thứ được làm theo phương pháp truyền thống". Các chi tiết được in 3D đã thể hiện tốt trong các cuộc thử nghiệm nên các kỹ sư của Marshall Space Flight Center sẽ tiếp tục thực hiện các thử nghiệm khác trong tương lai.

Các kỹ sư của Marshall Center chỉ mất khoảng 3 tuần và chi phí ít hơn 5.000 USD để chế tạo các vòi phun kích thước nhỏ như là một thành phần trong tên lửa đẩy, nhờ vào việc tổng hợp bột thép Inconel sử dụng máy in 3D tiên tiến. Để so sánh, các vòi phun của tên lửa truyền thống kích thước nhỏ được cấu thành từ 4 bộ phận và thường mất khoảng 6 tháng để chế tạo, hàn, và chi phí hơn 10.000 USD.

Ken Cooper, một kỹ sư vật liệu của Marshall, người tham gia vào quá trình chế tạo các bộ phận của vòi phun bằng công nghệ in 3D giải thích: "Chúng tôi mất khoảng 40 giờ đồng hồ kể từ khi bắt đầu đến khi hoàn thiện để tạo ra một vòi phun nhờ công nghệ in 3D gọi là nung chảy laser có chọn lọc, và một vài tuần để đánh bóng và kiểm tra các chi tiết".

Trước đây NASA cũng đã từng thử nghiệm các chi tiết được tạo ra nhờ công nghệ in 3D. Ống xả của động cơ J-2X là chi tiết đầu tiên được tạo ra nhờ công nghệ in 3D và được kiểm tra trong điều kiện phóng thử với khí nóng, hồi năm 2012, nhưng danh mục các chi tiết sử dụng công nghệ in 3D đã phát triển nhanh chóng.

"Đông cơ tên lửa là một cỗ máy phức tạp, với hàng trăm các chi tiết riêng biệt được sản xuất và lắp ráp bởi nhiều nhà cung cấp khác nhau, vì thế việc thử nghiệm một chi tiết được tạo ra bởi một công nghệ mới giúp chúng tôi làm rõ liệu nó có thể là một thứ có thể ứng dụng vào các tên lửa trong tương lai", theo Chris Singer, giám đốc ban kỹ thuật của trung tâm Marshall.

Công nghệ in 3D đang cho thấy nó là một công nghệ đầy hứa hẹn trong tương lai, không chỉ ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày mà còn có thể làm được những thứ cao siêu hơn. Rõ ràng là với công nghệ in 3D, khả năng sáng tạo chỉ phụ thuộc vào trí tưởng tượng của con người mà thôi.