Komponen roket paduan titanium berukuran besar biasanya diproduksi menggunakan teknologi tempa. Saat ini, teknologi pencetakan 3D diharapkan dapat mempersingkat waktu produksi secara signifikan.Sebuah tim ilmuwan dari Institut Teknologi Produksi Korea (KITECH) mengumumkan bahwa tangki bahan bakar luar angkasa paduan titanium besar yang diproduksi melalui pencetakan 3D telah lulus uji ketahanan yang kritis.Menurut laporan, tangki bahan bakar tersebut telah tahan terhadap suhu dan tekanan ekstrem dalam pengujian pertama di dunia. Tim yang bertanggung jawab atas proyek ini percaya bahwa metode pencetakan 3D baru mereka akan mampu menghasilkan komponen luar angkasa yang kuat dengan lebih cepat dan lebih dapat disesuaikan.
Tangki bahan bakar paduan titanium pencetakan 3D
Tim KITECH menggunakan teknologi pencetakan 3D deposisi energi terarah (DED) untuk memproduksi tangki bahan bakar mereka. Metode ini menggunakan laser untuk melelehkan kabel logam, dan kemudian menurut desain digital, kabel paduan titanium yang meleleh ditumpuk lapis demi lapis untuk membuat komponen. Tangki bahan bakar paduan titanium cetak 3D ini memiliki diameter 640 milimeter dan terbuat dari paduan titanium Ti64. Ini adalah bagian dari proyek kolaborasi antara Korea Aerospace Research Institute (KARI), KP Aviation Industries, AM Solutions, dan Hanyang University. Dalam pengujiannya, tangki bahan bakar menahan tekanan 330 bar saat didinginkan hingga -196 derajat C menggunakan nitrogen cair. Komponen tegangan tinggi sangat penting untuk penerbangan luar angkasa; Mereka dapat memasok bahan bakar cair dan mengendalikan sikap pesawat. Komponen tersebut juga harus mempertahankan performa sekaligus menjaga suhu dingin yang diperlukan untuk propelan bersuhu rendah. Biasanya, produsen menggunakan metode penempaan untuk memproduksi komponen ini. Proses ini memerlukan cetakan tetap, yang tidak cocok untuk pembuatan suku cadang khusus dengan berbagai ukuran.Dr. Lee Hyub, Kepala Peneliti KITECH, menjelaskan dalam pernyataan pers: "Pengujian ini menunjukkan bahwa struktur manufaktur aditif (pencetakan 3D) skala besar dapat secara andal menahan kondisi suhu rendah dan tekanan tinggi yang menyimulasikan lingkungan pengoperasian sebenarnya. Hal ini menjadi landasan bagi penerapan pencetakan 3D secara luas di industri dirgantara.
Melalui pengujian tekanan-suhu rendah
Untuk pembuatan tangki bahan bakarnya, tim KITECH terlebih dahulu membuat dua belahan secara terpisah. Kemudian mesinkan dan las menjadi satu untuk membentuk wadah. Seluruh proses memakan waktu tiga hari. Menurut tim R&D, seluruh siklus produksi hanya membutuhkan waktu beberapa minggu, yang jauh lebih singkat dibandingkan metode tradisional. Para ilmuwan telah menunjukkan bahwa metode pengecoran dan penempaan tradisional untuk pembuatan wadah paduan titanium berukuran besar menghadapi tantangan dalam pasokan bahan, keterbatasan desain, serta kenaikan biaya dan siklus pengiriman. Setelah produksi, tim melakukan pengujian tekanan suhu rendah pada wadahnya di KARI. Uji penempatan bola paduan titanium di fasilitas yang dikelilingi oleh penghalang beton. Wadah didinginkan hingga -196 derajat C dan diberi tekanan 330 bar.
Pengujian telah menunjukkan bahwa wadah tersebut dapat tahan terhadap lingkungan luar angkasa yang ekstrim. Namun, pengujian lebih lanjut diperlukan untuk memverifikasi apakah ia dapat bertahan dalam kondisi keras penerbangan luar angkasa berulang kali. Seperti yang ditunjukkan oleh Kim Hyun joon dari KARI, "Kami akan terus berkolaborasi untuk melakukan pengujian stres siklik di bawah tekanan kerja dan mencari sertifikasi tambahan yang diperlukan untuk sertifikasi penerbangan luar angkasa.
