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Raketentriebwerk Neuer Größenrekord für 3D-gedruckte Brennkammer

Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Das US-amerikanische Raumfahrtunternehmen Launcher wird in seiner neuen Produktionsstätte in Hawthorne, Kalifornien, mit der Laserschmelzanlage AMCM M 4K Bauteile mit einem Volumen von 45 x 45 x 100 cm aus der Kupferlegierung CuCrZr additiv fertigen. Einteilige Brennkammern für Raketentriebwerke sind so möglich.

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Die 3D-gedruckte Raketentriebwerk-Brennkammer auf dem Launcher-Teststand im NASA Stennis Space Center. Zusammen mit der ebenfalls additiv gefertigten Einspritzdüse bringt das komplette E-2-Raketentriebwerk auf der ersten Stufe der Trägerrakete Kleinsatelliten in den Orbit.
Die 3D-gedruckte Raketentriebwerk-Brennkammer auf dem Launcher-Teststand im NASA Stennis Space Center. Zusammen mit der ebenfalls additiv gefertigten Einspritzdüse bringt das komplette E-2-Raketentriebwerk auf der ersten Stufe der Trägerrakete Kleinsatelliten in den Orbit.
(Bild: Launcher)

Dem Auftrag vorrausgegangen ist eine langjährige Zusammenarbeit mit der zur EOS Group gehörenden AMCM GmbH. Launcher konzentriert sich auf Hochleistungsantriebe und wollte die Brennkammer des Triebwerks E-2 in einem Stück additiv fertigen. Damit sollen ein komplett optimiertes Design der internen Kühlkanäle, eine Reduzierung der Bauteile, eine Prozessvereinfachung und geringere Gesamtkosten erzielt werden. Als Werkstoff wurde die Kupferlegierung CuCrZr gewählt, die eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist.

AMCM (Additive Manufacturing Customized Machines) bietet maßgeschneiderte AM-Lösungen basierend auf der EOS-Technologie für das selektive Laserschmelzen. Die Maschinen werden mit unterschiedlichem Individualisierungsgrad gebaut: entweder fast komplett neu konzipiert oder als EOS-Systeme modifiziert und erweitert. Dabei geht es um die Anpassung der Prozesse u.a. durch die Verwendung neuer Laser, angepasster Heizkonzepte und unterschiedlicher Spotgrößen, aber auch um modifizierte Bauraumgrößen.

lllustration des AMCM M 4K 3D-Metalldrucksystems in der neuen Launcher-Produktionsstätte
lllustration des AMCM M 4K 3D-Metalldrucksystems in der neuen Launcher-Produktionsstätte
(Bild: AMCM/Launcher)

Durch die Anforderungen von Launcher entstand mit der Laserschmelzanlage AMCM M 4K eine der größten, auf die Kupferlegierung angepasste AM-Maschinenlösung mit einem Teilebauvolumen von 45 x 45 x 100 cm.

Die ersten Raketentriebwerke wurden bereits im Oktober 2019 vor Ort bei AMCM in Starnberg auf der maßgeschneiderten AMCM M 4K gebaut. Ein erster Hot-Fire-Test erfolgte durch Launcher im Oktober 2020 im Stennis Space Center der NASA.

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