Metal AM을 통해 학부생은 경제적인 로켓 터보 펌프 개념을 개발할 수 있습니다.

2023년 8월 30일

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콜로라도 볼더 대학교 항공우주 공학 과학 프로그램의 두 학부생 Zachary Lesan과 Patrick Watson은 CFTurbo, Velo3D, Silicon Valley Elite Manufacturing, EMP 등의 전문가와 협력하여 경제적이고 안정적인 로켓 터보 펌프 개념을 개발했습니다. . 현장 인턴십 동안 두 사람은 Space X 및 Launcher의 수석 디자이너와 관계를 형성하여 로켓 설계와 관련된 가장 시급한 문제를 해결하고 우주를 위한 이상적인 단일 부품 고성능 구성 요소를 만드는 방법을 이해하는 데 도움을 주었습니다.

이 대학 팀의 원래 리더인 Zach Lesan은 학부 3학년 때인 2021년 1월에 프로젝트 아이디어를 생각해 냈습니다. Watson은 Lesan이 졸업하고 SpaceX에서 인턴십을 시작한 후 2022년 말에 합류하여 대부분의 책임을 맡았습니다.

“저는 로켓과 터보 기계를 좋아했기 때문에 이 프로젝트를 시작했습니다.”라고 Lesan은 말했습니다. “저는 과거 고등학교 시절 고체 로켓 모터의 작동 방식과 설계를 알고 있었습니다. 그러나 액체 추진 로켓이 나의 상상력을 사로잡았습니다. 나는 모든 세부 사항을 이해하고 싶었습니다.”

“나는 문제를 정면으로 공격했습니다.”라고 Lesan은 덧붙였습니다. "부품 설계, 복잡한 조립 설계, CAD, 3D 프린팅 설계 원리, 첫 번째 원리 문제에 대한 다양한 소프트웨어 모델링 솔루션을 배울 수 있는 큰 기회였습니다."

엔지니어링 문제를 해결하는 방법을 배우는 것은 이 사업의 분명한 이점이었습니다. 그러나 터보 펌프의 설계 및 제작 공정에는 극복해야 할 더 많은 과제가 있었습니다. 가장 어려웠지만 아마도 가장 보람 있는 작업은 적층 제조, 가공, 씰 및 패스너와 같은 기성 부품 및 조언을 제공할 수 있는 업계 파트너와 협력하는 것이었습니다. 일반적으로 이러한 노력은 노련한 관리자가 처리합니다. 그러나 Lesan과 Watson은 지원과 생산을 학교에서 운영하는 제조 실험실을 넘어 보다 발전된 산업 현장으로 이전하는 데 파트너십 획득을 주요 요소로 삼았습니다.

프로젝트 초기 단계에서 Lesan은 단일 부품 제작을 목표로 하고 금속 AM 공급업체인 Velo3D에 연락했습니다. 그는 PBF-LB(Laser Beam Powder Bed Fusion) 제작 능력이 SpaceX Raptor 엔진 생산에 매우 중요하다는 것을 알고 있었습니다. 이 문의는 Velo3D의 글로벌 영업 및 비즈니스 개발 부사장인 Zach Murphee와 기술 영업 이사인 Gene Miller와의 대화로 이어졌습니다. 두 사람 모두 Lesan을 격려하고 프로젝트를 위한 회사의 기술과 서비스를 제공했습니다.

“Zach와 Gene은 이 프로젝트에 대해 매우 흥분했습니다.”라고 Lesan은 말했습니다. “그리고 그들의 흥분은 나를 더욱 헌신적으로 만들었습니다. Velo3D 프린터의 설계 기능과 그들의 개인적인 격려 덕분에 궁극적으로 터보 펌프의 전체 설계 과정을 진행하게 되었습니다.”

Lesan이 Velo3D를 호출한 후 또 다른 돌파구가 생겼습니다. 터보 펌프 재설계가 진행되는 동안 Lesan은 CUSRL(CU Sounding Rocket Laboratory)에서 곧 그의 공동 설계자가 될 Patrick Watson을 만났습니다. 그곳에서 그들은 터보 기계에 대한 공통된 관심을 발견하고 합작 투자를 시작했습니다. “Zach [Lesan]이 나에게 엔지니어링 프리젠테이션을 보여줬는데, 그 프레젠테이션이 기술적으로 얼마나 발전했는지 보고 깜짝 놀랐습니다.”라고 Watson은 말했습니다.

“패트릭은 2021년 크리스마스 무렵에 개입했습니다.”라고 Lesan은 덧붙였습니다. “나는 그가 Launcher(Vast 회사)에서의 인턴십을 통해 터보기계 분야에서 일하고 있다는 것을 알게 되었습니다. 그것이 바로 우리의 협력을 위한 무대를 마련했습니다. Patrick은 2022년 초에 저의 초기 설계에 대해 점점 더 많은 것을 배웠고, 그해 부품 제작 및 파트너와의 협력 측면에서 프로젝트 전체를 맡았습니다. 그는 도면, 제조 문서, CFD 및 최종 결과물 작업을 계속했습니다.”

지난 5년 동안 우주 및 로켓 기술이 크게 발전했습니다. 독립 엔지니어와 상업 회사 모두 단일 부품 로켓을 설계하고 제조 접근 방식을 통합하기 위해 노력하고 있습니다. Lesan과 Watson이 공유하는 목표는 기능적 성능을 제한하고 신뢰성을 낮추며 감소하는 공급망에 의존하는 전통적인 가공, 주조, 브레이징 및 접합 기술에 대한 의존도를 줄이는 것입니다.