Revestimiento y depósito de forma libre para el cierre de canales de refrigerante

Los motores de cohetes líquidos a gran escala y de bajo costo con boquillas enfriadas regenerativamente permitirán un acceso confiable y de costo reducido al espacio. El refrigerante contenido a alta presión circula a través de un banco de canales dentro de la boquilla para enfriar adecuadamente las paredes de la boquilla para soportar altas temperaturas y evitar fallas. Ha sido un desafío fabricar y cerrar de manera asequible los intrincados canales de las boquillas.

NASA Marshall desarrolló una tecnología de fabricación aditiva robusta y simplificada para construir la camisa exterior del revestimiento de la boquilla para cerrar los canales internos y contener el refrigerante a alta presión. La capacidad de cierre directo por cable láser (LWDC) reduce el tiempo de fabricación de la boquilla y permite la inspección en tiempo real durante la construcción.

La tecnología LWDC permite una boquilla de pared de canal mejorada con un revestimiento exterior que se fusiona con el revestimiento interior para contener el refrigerante. Se basa en técnicas de revestimiento a gran escala que se han utilizado durante muchos años en la industria del petróleo y el gas y en la industria de reparación de componentes aeroespaciales. LWDC aprovecha la deposición láser de forma libre de alambre para crear características en el lugar y sellar los canales de refrigeración. Permite componentes bimetálicos, como un revestimiento interno de cobre con una cubierta de superaleación.

LWDC comienza cuando un revestimiento fabricado de un material se recubre con un material provisional que establece la estructura base para la ranura del canal. Un sistema de soldadura de aditivos fundidos robótico y basado en alambre crea una carcasa de forma libre en el exterior del revestimiento. Construyéndose desde la base, el cabezal de soldadura giratorio enrolla un cordón de alambre, cerrando los canales de refrigerante a medida que el láser atraviesa circunferencialmente alrededor del revestimiento ranurado. Esto crea una unión en la interfaz de los dos materiales que es confiable y repetible. El proceso de alambre y láser LWDC continúa para cada capa hasta que el revestimiento ranurado se cierra por completo sin necesidad de ningún relleno interno en los canales de refrigeración.

Una variación permite una pieza bimetálica (cobre/superaleación, por ejemplo) para ayudar a optimizar el material donde se necesita. El proceso de fabricación se ha demostrado en una serie de aleaciones diferentes. En las pruebas de fuego caliente, las piezas se expusieron a temperaturas extremas de la cámara de combustión y condiciones de presión durante más de 1000 segundos. El examen micrográfico del artículo de prueba cocido en caliente verificó que las uniones de cierre del canal de refrigerante son confiables y que hay muy poca deformación en los canales de refrigerante.

NASA está buscando activamente licenciatarios para comercializar esta tecnología. Comuníquese con el Conserje de licencias de la NASA en Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita habilitar JavaScript para verlo. o llámenos al 202-358-7432 para iniciar conversaciones sobre licencias. Siga este enlace aquí para más información.