Chiếc tên lửa được phóng vào vũ trụ vào ngày 25/5 vừa qua tại New Zealand đã đánh dấu một cột mốc đặc biệt. Không phải chỉ vì lý do là chiếc tên lửa là lần đầu tiên được sản xuất bởi doanh nghiệp tư nhân, mà nó còn rất đặc biệt ở chỗ là chiếc đầu tiên được trang bị động cơ được sản xuất bằng máy in 3D. Điều này có nghĩa nó không phải là chiếc tên lửa đầu tiên được sản xuất bằng in 3D, mà nó làm nổi bật và đánh dấu vai trò quan trọng của in 3D trong ngành công ngiệp vũ trụ.Các thành viên của đội đứng phía sau tên lửa Electron tại công ty RocketLab (Mỹ) nói rằng, động cơ được in ra trong 24 tiếng, đồng thời mang lại hiệu quả và lợi ích cao hơn các hệ thống khác. Chưa có nhiều thông tin chi tiết về các thành phần được in 3D tạo thành. Tuy nhiên, nhiều khả năng trong số đó đã được thiết kế để giảm thiểu trọng lượng trong khi vẫn duy trì được kết cấu, và trong khi các bộ phận khác có thể đã được tối ưu hóa để cung cấp dòng chảy chất lỏng một cách hiệu quả. Những ưu điểm này – giảm trọng lượng và tiềm năng trong thiết kế chi tiết phức tạp – là một phần lý do tại sao in 3D dự kiến sẽ tìm ra một số ứng dụng quan trọng nhất trong ngành công nghiệp vũ trụ.
Một điều mà các ngành công nghiệp phụ trợ hay in 3D làm tốt là tạo ra được những hình dạng phức tạp với chất lượng cao. Ví dụ, các cấu trúc lưới được sản xuất sao cho cân nặng ít nhưng cũng đủ mạnh như các chi tiết rắn đặc tương tự. Điều này tạo ra cơ hội để sản xuất các chi tiết tối ưu hơn, nhẹ hơn, mà trước đây, với các kỹ thuật truyền thống không thể sản xuất được với hiệu quả về mặt kinh tế cao.
Bộ vi mạng của Boeing là một ví dụ xuất sắc về vấn đề này, nó được cho là được tạo ra bởi cấu trúc âm thanh cơ học có 99,9% không khí. Không phải tất cả các quy trình in 3D có thể đạt được điều này, nhưng ngay cả trọng lượng tiết kiệm được một vài phần trăm trong máy bay hay tàu vũ trụ, có thể dẫn đến những lợi ích cực lớn thông qua việc tiết kiệm nhiên liệu.
In 3D có xu hướng làm việc tốt nhất trong việc sản xuất các bộ phận tương đối nhỏ, phức tạp hơn là các cấu trúc đơn giản và lớn, vì ở đó chi phí nguyên liệu và chế biến sẽ cao hơn lợi nhuận. Ví dụ, một vòi phun được thiết kế lại để có thể tăng cường việc pha trộn nhiên liệu bên trong động cơ, dẫn đến hiệu quả tốt hơn. Tăng diện tích bề mặt của một lá chắn nhiệt bằng cách sử dụng một mô hình chứ không phải là một bề mặt phẳng, có nghĩa là nhiệt được chuyển đi hiệu quả hơn, giảm khả năng quá nhiệt.
Kỹ thuật in 3D này cũng có thể làm giảm lượng vật liệu bị lãng phí trong sản xuất, điều này cực kỳ quan trọng bởi vì các bộ phận không gian thường được làm từ các vật liệu đắt tiền và quý hiếm. In 3D cũng có thể sản xuất hệ thống toàn diện trong một lần thay vì từ các bộ phận lắp ráp (như thông thường). Chẳng hạn, Nasa đã sử dụng nó để tinh giảm các bộ phận của một trong những tên lửa tiêm kích, từ 115 chi tiết xuống còn 2 chi tiết. Thêm vào đó, máy in 3D có thể dễ dàng tạo ra một phần nhỏ – như ngành công nghiệp vũ trụ thường cần – mà không cần phải tạo ra các công cụ sản xuất đắt tiền.
Bài viết được dịch từ trang independent bởi ZIP Đặng.
