나사의 고속 3D 프린터 제조 기술 - RAMPT

 

(Credits: NASA)

(Engineers at NASA test a 2,400 lbf thrust 3D-printed copper rocket thrust chamber with composite overwrap to see if the uniquely made hardware can withstand the heat and structural loads from testing. A total of 18 hot fire tests at high chamber pressure were conducted at NASA’s Marshall Space Flight Center, and the 3D printed hardware successfully withstood the heat and loads. The tests demonstrated the new 3D-printed and composite technologies, as well as a new additive technique for the nozzle, were feasible for thrust chamber assembly.

Credits: NASA)

 지난 수년 간 나사는 최신 금속 3D 프린팅 기술을 개발해 로켓 엔진 등 주요 부품 생산에 적용해 왔습니다. 로켓 엔진은 매우 복잡한 구조를 지니고 있을 뿐 아니라 소량 생산할 수밖에 없어 단가를 낮추기 매우 어려운 부품에 속합니다. 3D 프린터를 이용해서 한 번에 출력하면 구조를 단순하게 만들어 단가를 낮추는 것은 물론 제조 기간도 획기적으로 단축할 수 있습니다. 여기에 하나의 3D 프린터로 다양한 로켓 엔진과 부품을 제조할 수 있어 다품종 소량 생산 방식인 우주 로켓 엔진 부분에서 최적화된 제조 기술이라고 할 수 있습니다. 

 이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/221233743527

                https://blog.naver.com/jjy0501/221173020864

 Rapid and Analysis Manufacturing Propulsion Technology (RAMPT) 프로젝트는 로켓 엔진의 트러스트 챔버 어셈블리 (thrust chamber “assemblies)을 구성하는 연소 챔버, 노즐, 조인트 부분을 3D 프린팅 기술을 응용해 비용과 시간을 획기적으로 단축시키는 연구입니다. 예를 들어 3D 프린터로 구리 연소 챔버를 만든 후 탄소 섬유로 씌우면 제조 시간과 비용만 줄이는 것이 아니라 기존의 방식보다 무게를 50% 줄일 수 있습니다. 3D 프린팅 방식은 다축 로봇 팔과 레이저를 이용해서 금속 파우더를 녹여 붙이는 방식을 채택했습니다. 

(동영상) 

 

 언뜻 보기에는 이것이 왜 혁신인지 알 수 없지만, 과거 로켓 연소 챔버와 노즐은 여러 개의 금속 부품을 결합해 만들었기 때문에 많은 비용과 시간이 소모됐을 뿐 아니라 무게도 무거웠습니다. 이를 한 번에 출력할 수 있게 되면 상당한 시간과 비용이 절감될 뿐 아니라 사실 안전성도 높아질 수 있습니다. RAMPT 기술은 이전에 선보인 나사의 3D 프린팅 기술과 달리 로봇 팔을 이용해 매우 큰 구조물도 출력할 수 있기 때문에 앞으로 산업 분야에서의 응용도 기대됩니다. 

 참고 

https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/game_changing_development/projects/RAMPT/