Revêtement et dépôt de forme libre pour la fermeture du canal de liquide de refroidissement

Des moteurs de fusée à liquide à grande échelle et à faible coût avec des tuyères refroidies par régénération permettront un accès fiable et à moindre coût à l'espace. Le liquide de refroidissement contenu sous haute pression circule à travers une rangée de canaux à l'intérieur de la buse pour refroidir correctement les parois de la buse afin de résister aux températures élevées et d'éviter les pannes. Il a été difficile de fabriquer et de fermer à moindre coût les canaux de buse complexes.

NASA Marshall a développé une technologie de fabrication additive robuste et simplifiée pour construire la chemise extérieure de la chemise de buse pour fermer les canaux à l'intérieur et contenir le liquide de refroidissement haute pression. La capacité Laser Wire Direct Closeout (LWDC) réduit le temps de fabrication de la buse et permet une inspection en temps réel pendant la fabrication.

La technologie LWDC permet d'obtenir une buse à paroi de canal améliorée avec une chemise extérieure qui est fusionnée à la chemise intérieure pour contenir le liquide de refroidissement. Il s'appuie sur des techniques de revêtement à grande échelle utilisées depuis de nombreuses années dans l'industrie pétrolière et gazière et dans l'industrie de la réparation de composants aérospatiaux. LWDC exploite le dépôt laser de forme libre de fil pour créer des caractéristiques en place et pour sceller les canaux de liquide de refroidissement. Il permet d'utiliser des composants bimétalliques tels qu'un revêtement interne en cuivre avec une gaine en superalliage.

LWDC commence lorsqu'un revêtement fabriqué à partir d'un matériau est recouvert d'un matériau intermédiaire qui établit la structure de base pour le rainurage des canaux. Un système de soudage additif robotisé et à base de fil crée une coque de forme libre à l'extérieur du revêtement. À partir de la base, la tête de soudage rotative enroule un cordon de fil, fermant les canaux de liquide de refroidissement lorsque le laser traverse circonférentiellement le revêtement à fentes. Cela crée un joint à l'interface des deux matériaux qui est fiable et reproductible. Le processus de fil et de laser LWDC se poursuit pour chaque couche jusqu'à ce que la chemise à fentes soit complètement fermée sans avoir besoin de remplissage interne aux canaux de liquide de refroidissement.

Une variante permet à une pièce bimétallique (cuivre/superalliage, par exemple) d'aider à optimiser le matériau là où il est nécessaire. Le procédé de fabrication a été démontré sur une série d'alliages différents. Lors d'essais à chaud, les pièces ont été exposées à des températures et à des conditions de pression extrêmes dans la chambre de combustion pendant plus de 1 000 secondes. L'examen micrographique de l'article d'essai cuit à chaud a vérifié que les liaisons de fermeture des canaux de liquide de refroidissement sont fiables et qu'il y a très peu de déformation des canaux de liquide de refroidissement.

La NASA recherche activement des licenciés pour commercialiser cette technologie. Veuillez contacter le Concierge des licences de la NASA à Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour le voir. ou appelez-nous au 202-358-7432 pour entamer des discussions sur les licences. Suivez ce lien ici pour plus d'informations.