We wtorek, 30 marca NASA, wraz z ze swoimi partnerami przemysłowymi zademonstrowała nową, rewolucyjną metodę wytwarzania elementów zbiorników na materiały pędne, która jest w stanie obniżyć koszta ich produkcji nawet o 25%. Nowe rozwiązanie wykorzystuje klasyczne materiały dostępne komercyjnie, używane w tego typu projektach oraz najnowsze rozwiązania technologiczne, które w tego rodzaju pracy zostały zastosowane po raz pierwszy. Elementy te to zakończenia zbiorników wykonane w kształcie półsfery, które w klasycznej metodzie produkcji tworzone są poprzez spawanie ośmiu identycznych, zakrzywionych części.
Tradycyjna metoda wymaga z tego powodu zastosowania kosztownych metod obróbki oraz czasochłonnej inspekcji wszystkich spawów zanim element zbiornika zostanie dopuszczony do dalszego montażu i ostatecznie do lotu. Nowe podejście wykorzystuje jedynie dwa duże, płaskie kawałki metalu, które wymagają zastosowania zaledwie jednego spawu, co drastycznie zmniejsza ilość koniecznej do wykonania pracy.
W procesie wytwarzania elementu zastosowano innowacyjną technikę spawalniczą, nazywaną spawanie tarciowym z przemieszczeniem lub metodą FSW (friction stir welding). W tym procesie łączenia metali specjalne, obracające się z dużą prędkością narzędzie rozgrzewa materiały za pomocą tarcia, co powoduje ich zmiękczenie, a następnie przemieszcza i łączy je w jedną całość. Ta specyficzna metoda spawania znalazła już zastosowanie przy produkcji niektórych elementów zbiorników promów kosmicznych, poczynając od ET-132, użytego w locie STS-128.
Tak przygotowane płyty są następnie wyoblane – umieszczone w specjalnej maszynie, która umożliwia wykonywanie symetrycznych elementów, bez naruszania ciągłości metalu. Formowany kawałek mocowany jest na wspólnej osi do formy, która odzwierciedla docelowy kształt wytwarzanego elementu. Następnie obie części wprawiane są w szybki ruch obrotowy, po czym blacha jest dociskana do formy, przyjmując jej kształt.
W efekcie zastosowania powyższych dwóch technik powstał pierwszy fragment w pełnej skali, wykonany ze standardowego stopu aluminium i litu, (2195-Al-Li) wykorzystywanego przy produkcji zbiorników używanych między innymi na potrzeby wahadłowców kosmicznych i posiadającego dużą wytrzymałość oraz niską gęstość. Nowy proces produkcyjny może także znaleźć zastosowanie przy wytwarzaniu takich elementów jak fragmenty rakiet nośnych, habitatów, modułów załogowych oraz innych elementów potrzebnych w przemyśle kosmicznym.
Zaletą nowej kopuły jest także jej mniejsza masa oraz niska liczba potencjalnych defektów.
NASA planuje budowę kolejnego, identycznego elementu oraz jego przetestowanie w ciągu najbliższych kilku miesięcy. Nowa technika stanowi część czteroletniego programu demonstrującego możliwości nowych technologii.
Źródło: NASA
