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2022년 3월, 중국 굴지의 상용 항공우주 기업 중 하나인 Galactic Energy Space Technology Co., Ltd. (이하 Galactic Energy)는 WELKIN 50톤 재사용 가능 LOX/등유 엔진의 첫 전체 시스템 시험 비행에 성공했다고 발표했습니다. 현재까지 이 엔진은 공식적으로 엔지니어링 및 제조 단계에 진입한 중국 상용 항공 우주 경기장에서 가장 높은 추진력의 LOX/등유 엔진입니다.
재사용 가능한 WELKIN 50톤 LOX/등유 엔진은 핀틀 분사 기술을 채택한 중국 최초의 대형 추력 액체 로켓 엔진입니다. 가변 추력 기능을 갖춘 WELKIN 엔진은 200-300톤 액체 로켓의 수직 재활용을 위한 최상의 옵션입니다. 터보 펌프 및 LOX/등유 메인 밸브 하우징을 포함하여 로켓 엔진의 여러 주요 구성 요소는 항공우주 제조 서비스 제공업체인 Falcontech에서 Farsoon의 금속 레이저 파우더 베드 융합 솔루션을 사용하여 3D 프린팅했습니다.
그림 1: WELKIN 재사용 가능 LOX/등유 엔진(이미지 제공: Galactic Energy)
Galactic Energy의 전체 시스템 테스트 목표는 엔진 작동, 구조 설계 및 각 어셈블리의 조정을 확인하는 것입니다. 테스트 비행 중에 엔진의 점화, 시동 및 전환은 각 구성 요소가 예상대로 작동함을 보여주는 수집된 데이터와 함께 성능에 대해 열심히 테스트되었습니다. 연소 과정은 안정적인 것으로 나타났으며 관찰된 주요 성능 매개변수는 계산된 데이터 값과 일치했습니다. 테스트는 테스트 후 엔진이 손상되지 않고 재사용 가능한 상태로 완전한 성공을 거두었습니다.
로켓 엔진 애플리케이션을 위한 맞춤형 금속 3D 프린팅 프로세스
2019년 7월 Galactic Energy는 다양한 크기의 부품 총 30개가 넘는 이 제조 프로젝트에서 Falcontech와 파트너십을 맺었습니다. 모든 부품은 4개월 내에 Galactic Energy에서 생산 및 승인됩니다. Falcontech의 엔지니어링 팀은 Farsoon의 대형 프레임 금속 3D 프린팅 솔루션을 기반으로 레이저 빔 용접, 5축 가공, 동적 균형 테스트, 아노다이징 처리, 공압 및 유압 테스트 등 로켓 엔진 생산 워크플로우를 대상으로 하는 여러 맞춤형 생산 프로세스 세트를 개발했습니다. 더 큰 제조 공정의 일부로 3D 프린팅을 사용하는 이 혁신적인 접근 방식은 중국의 상업용 로켓 엔진 개발에서 진정한 돌파구였습니다.
그림 2: Falcontech Super AM Factory 에 설치된 Farsoon의 FS421M 금속 시스템 어레이 . (이미지 제공: Falcontech)
그림 3: Galactic Energy에서 3D 인쇄 구성 요소에 대해 일련의 기능 테스트를 수행합니다. (이미지 제공: Falcontech)
그림 4: 수압 테스트를 위한 3D 프린팅 터보 펌프 어셈블리(이미지 제공: Falcontech)
생산 주기 80% 최적화
고출력 액체 로켓 엔진의 추력실은 일반적으로 연소실 열 보호를 위해 능동 재생 냉각을 채택합니다. 기존의 제조 기술로는 추력 챔버 구성 요소의 제조 공정이 매우 복잡하고 일반적으로 몇 개월이 걸립니다. 단일 구성 요소의 약간의 생산 변동은 전체 추력 챔버의 기능 테스트 실패로 이어질 수 있습니다.
터보 펌프의 설계 단계에서 Galactic Energy 엔지니어링 팀은 두 가지 모델의 효율성을 비교했습니다. 하나는 기존 가공 프로세스에 따라 설계되었고 다른 하나는 3D 프린팅 솔루션에 최적화된 프로파일을 사용했습니다. 새로운 디자인은 생산 효율성을 5% 향상시켰습니다. 터빈 디스크의 설계 및 제조 솔루션에서 기존 가공은 20-25일이 소요되는 반면 3D 프린팅은 3-4일만 소요됩니다. 즉, 제조 주기가 80%까지 단축되고 생산 비용이 절감됩니다.
Galactic Energy는 로켓 엔진의 기술 혁신에 전념하고 있습니다. Edge 궤도 제어 시스템을 위한 WELKIN 재사용 가능 LOX/등유 엔진의 향후 개발에서 Galactic Energy는 경량 설계, 고강도 구성 요소 및 향상된 부품 신뢰성을 목표로 하는 3D 프린팅을 사용할 수 있는 많은 기회를 봅니다.
Galactic Energy 소개:
2018년에 설립된 Galactic Energy는 중국의 선도적인 상업용 항공우주 회사입니다. Galactic Energy는 8명의 의사와 20명의 석사를 포함하여 100명 이상의 직원으로 구성된 R&D 팀을 설립했으며 항공우주 산업에서 다년간의 작업 경험을 가지고 있습니다. Galactic Energy는 CERES-1 고체 상용 운반 로켓과 PALLAS-1 액체 상용 운반 로켓의 발사 서비스를 제공하고 LIGHT YEAR 고체 로켓 엔진, WELKIN 재사용 가능한 LOX/등유 엔진 및 Edge Orbit Control System 개발에 전념하고 있습니다.
Falcontech 소개:
2012년 8월에 설립된 Falcontech는 현재 제조 공간이 12,000제곱미터가 넘는 상하이 인근에 위치하고 있습니다. Falcontech는 AS9100 인증을 획득한 항공우주 산업을 위한 중국 최고의 금속 적층 제조 서비스 제공업체 중 하나로서 Metal AM Powder, Metal AM Solution 및 Advanced Manufacturing을 포함한 3개의 사업 단위로 설립되었습니다. Falcontech는 항공우주, 의료, 물류, 화학 및 자동차 산업을 위한 고품질 부품을 제공합니다. Falcontech는 COMAC 금속 적층 제조 부품의 적격 공급업체입니다. Falcontech는 CAAC 인증을 받은 항공 등급 분말 연간 생산량 90톤의 EIGA 티타늄 합금 분말 생산 라인을 갖추고 있습니다.
Falcontech는 2019년 Farsoon과 협력한 이후 중대형 금속 3D 프린터를 설치하여 적층 제조 기능을 확장해 왔습니다. 2022년에 여러 FS621M 시스템을 설치하면서 Falcontech의 Super AM Factory는 항공우주 산업을 위한 초대형 부품을 제조하는 새로운 여정을 시작했습니다.
Farsoon 정보:
산업을 위한 개방 - 2009년에 설립된 Farsoon Technologies는 산업 수준의 폴리머 및 금속 레이저 소결 시스템의 글로벌 제조업체이자 공급업체입니다. Farsoon은 국제 시장에서 점점 더 성장하고 있는 중국 산업용 AM 기술의 선두 공급업체입니다. 2017년에 Farsoon은 혁신적인 CAMS(Continuous Additive Manufacturing Solution) 기반의 첫 번째 기계 시리즈를 출시하고 미국 텍사스주 오스틴에 Farsoon Technologies-Americas를 설립했습니다. 2018년에는 독일 슈투트가르트에 Farsoon Europe GmbH를 설립하여 유럽으로 직영 사업을 확장했습니다. Farsoon은 진정한 제조 잠재력을 향해 AM을 개발하고 고객에게 동급 최고의 시스템, 재료, 소프트웨어, 응용 프로그램 및 서비스를 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다.
자세히 알아보기: www.farsoon.com
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