Revestimento Avançado e Deposição Aditiva para Vedação de Canais de Refrigerante em Bocais de Foguete com Custo-Efetivo

Motores de foguete líquidos de grande escala e baixo custo com bocais regenerativamente refrigerados permitirão acesso confiável e de custo reduzido ao espaço. Refrigerante contido sob alta pressão circula através de um banco de canais dentro do bocal para resfriar adequadamente as paredes do bocal para suportar altas temperaturas e prevenir falhas. Tem sido um desafio fabricar e fechar os intrincados canais do bocal de forma acessível.

O NASA Marshall desenvolveu uma tecnologia robusta e simplificada de manufatura aditiva para construir a jaqueta externa do revestimento do bocal para fechar os canais internamente e conter o refrigerante de alta pressão. A capacidade Laser Wire Direct Closeout (LWDC) reduz o tempo para fabricar o bocal e permite inspeção em tempo real durante a construção.

A tecnologia LWDC permite um bocal de parede de canal aprimorado com um revestimento externo que é fundido ao revestimento interno para conter o refrigerante. Baseia-se em técnicas de revestimento em grande escala que têm sido usadas por muitos anos na indústria de petróleo e gás e na indústria de reparo de componentes aeroespaciais. LWDC aproveita a deposição a laser de fio em forma livre para criar características no local e vedar os canais de refrigerante. Permite componentes bimetálicos, como um revestimento interno de cobre com uma jaqueta de superliga.

LWDC começa quando um revestimento fabricado a partir de um material é revestido com um material intermediário que estabelece a estrutura base para ranhuras de canal. Um sistema de soldagem aditiva robótico e baseado em fio cria uma casca em forma livre no exterior do revestimento. Construindo a partir da base, a cabeça de solda rotativa enrola um cordão de fio, fechando os canais de refrigerante à medida que o laser percorre circunferencialmente ao redor do revestimento ranhurado. Isso cria uma junta na interface dos dois materiais que é confiável e repetível. O processo LWDC de fio e laser é continuado para cada camada até que o revestimento ranhurado seja totalmente fechado sem a necessidade de qualquer material de enchimento interno aos canais de refrigerante.

Uma variação permite uma peça bimetálica (cobre/superliga, por ex.) para ajudar a otimizar o material onde é necessário. O processo de fabricação foi demonstrado em uma série de diferentes ligas. Em testes de fogo quente, as peças foram expostas a temperaturas e condições de pressão extremas da câmara de combustão por 1.000+ segundos. Exame micrográfico do artigo de teste de fogo quente verificou que as ligações de fechamento do canal de refrigerante são confiáveis e que há muito pouca deformação nos canais de refrigerante.

A NASA está ativamente buscando licenciados para comercializar esta tecnologia. Por favor, contate o Concierge de Licenciamento da NASA em Este endereço de email está sendo protegido de spambots. Você precisa do JavaScript ativado para vê-lo. ou ligue para 202-358-7432 para iniciar discussões de licenciamento. Siga este link aqui para mais informações.