Aconity3D druckt mit 3D-Druck einen mit KI entworfenen Kupfer-Aerospike-Raketentriebwerk
Der Motor wurde mit dem AconityMIDI+ hergestellt, anschließend von Solukon entpulvert und vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) wärmebehandelt
Aconity3D, ein Metallverarbeitungsunternehmen aus Herzogenrath, hat in Zusammenarbeit mit führenden Partnern aus Forschung und Industrie erfolgreich einen kryogenen Aerospike-Raketentriebwerk hergestellt und getestet – vollständig von künstlicher Intelligenz entworfen und in einem einzigen monolithischen Teil aus einer hochleistungsfähigen Kupferlegierung (CuCrZr) für die Luft- und Raumfahrt 3D-gedruckt.
Der Motor wurde mit dem AconityMIDI+, einer Maschine für effiziente industrielle LPBF-Anwendungen, unter Verwendung des IPG YLR 3000/1000 AM-Lasersystems gedruckt. Die anschließende Entpulverung wurde von Solukon und die Wärmebehandlung vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) durchgeführt. Das Race 2 Space Team der Universität Sheffield bereitete den Motor für die Testkampagne vor und leistete während des gesamten Prozesses fachkundige Unterstützung.
Die wahre Innovation hinter dieser Leistung liegt im Designprozess selbst. Der Motor wurde vollständig von Noyron entwickelt, einem von LEAP 71 entwickelten groß angelegten computergestützten Engineering-Modell. Im Gegensatz zu herkömmlichen Engineering-Workflows, die iterative, von Menschen gesteuerte Prozesse erfordern, generierte Noyron innerhalb weniger Minuten autonom ein 5-kN-Kerolox-Aerospike-Raketentriebwerksdesign.
Der Ansatz von LEAP 71 kombiniert Physik, Geometrie und Leistungsbeschränkungen zu ausführbarem Code, sodass KI Designräume jenseits der menschlichen Intuition erkunden kann.
Aerospike-Triebwerke gehören zu den anspruchsvollsten Antriebssystemen in der Luft- und Raumfahrt. Ihr „Inside-Out”-Design gewährleistet eine hohe Effizienz in allen Höhenlagen und macht die für vakuumoptimierte Triebwerke typischen schweren Düsenverlängerungen überflüssig. Allerdings macht genau diese Geometrie ihre Konstruktion und Kühlung unglaublich schwierig – bis jetzt.
Der gedruckte Motor verfügt über ein hochkomplexes internes Netzwerk aus regenerativen Kühlkanälen, durch die sowohl flüssiger Sauerstoff (LOX) als auch Kerosin fließen. Diese Kanäle verhindern eine Überhitzung der Brennkammer. Das heiße Kerosin wird dann mit gasförmigem Sauerstoff gemischt und gezündet, um Schub zu erzeugen.
Die Herstellung einer solchen Geometrie als ein einziges monolithisches Bauteil aus CuCrZr unter Berücksichtigung der internen Strömungswege und thermischen Belastungen zeigt die Leistungsfähigkeit der fortschrittlichen AM-Systeme von Aconity3D und die Einsatzbereitschaft von KI-generierten Designs für den praktischen Einsatz.
Nach dem erfolgreichen 5-kN-Test ist die Entwicklung für den nächsten Schritt bereits im Gange: ein 20-kN-Aerospike-Triebwerk, das mit Methan und flüssigem Sauerstoff betrieben wird.
