دانشجویان دانشگاه کالیفرنیای سن‌دیه‌گو برای نخستین بار موتور موشکی فلزی را با استفاده از تکنیکی که پیش‌تر در انحصار ناسا بود، ساخته‌اند.

اوایل ماه جاری میلادی، دانشجویان «تفحص و توسعه فضا» در «مدرسه مهندسی ژاکوب» این دانشگاه، شلیک آزمایشی موتور فلزی سه‌بعدی چاپ‌شده را در مکان «پرتاب دوستان موشک آماتور» واقع در بیابان موجاوه کالیفرنیا انجام دادند.

این نخستین آزمایش موتور موشک فلزی چاپ‌شده و دارای سوخت مایع است که خارج از ناسا طراحی و چاپ شده است.

موتور موشکی با همکاری «مرکز پرواز فضایی مارشال» به عنوان بخشی از بررسی امکان‌ ساخت اجزای موشک چاپ‌شده گزارش شده است.

سامانه مزبور با هدف نیرودهی استیج سوم یک موشک Nanosat ساخته شده است. این موشک قادر به پرتاب‌کردن ماهواره‌های با وزن کمتر از ۱.۳۳ کیلوگرم است.

موتور Tri-D فقط ۱۷.۷ متر طول دارد و وزن آن حدود ۴.۵ کیلوگرم گزارش شده است. این سیستم از آلیاژ کروم-کبالت ساخته شده، نفت سفید و اکسیژن مایع می‌سوزاند و حدود ۹۰.۷ کیلوگرم نیروی پرتاب تولید می‌کند.

مشارکت اصلی دانشجویان در طراحی پلیت انژکتور که جزء کلیدی در تزریق سوخت به درون اتاقک احتراق است، عنوان شده است.

در این حالت، انژکتور دارای آرایه ورودی سوخت-اکسیداکننده-اکسیدکننده-سوخت و دو روزنه (orifice) سوخت بیرونی است که با دو روزنه اکسیدکننده درونی همگرا می‌شود.

موشک دارای یک پوشش خنک‌کننده احیاکننده نیز هست که تا دماغه گسترش می‌یابد و موتور را به هنگام شلیک‌ خنک نگه دارد.

این جزء برای سوختن سوخت در وسط اتاقک احتراق طراحی شده تا گرما را آن‌جا که ممکن است از دیوارهای اتاقک دور نگه دارد و آن‌ها را با لایه‌ای مرزی از گازهای نسبتا خنک عایق می‌کند.

بهای این موتور موشکی فقط شش هزار و ۸۰۰ دلار امریکا گزارش شده و توسط مرکز «نمونه‌ اولیه جی‌پی‌ای و خدمات تولید» و با استفاده از تکنیکی موسوم به DMLS چاپ‌شده است.

در فرایند چاپ سه‌بعدی، یک پودر از آلیاژ کروم-کبالت در یک لایه باریک توسط ماشین چاپ افشانه می‌شود.

سپس یک لیزر که توسط رایانه کنترل می‌شود، پودر را به درون مقطع موتور می‌فرستد. ماشین لایه دوم پودر را افشانه می‌کند و این فرایند تا زمانی تکرار می‌شود که موتور کامل می‌شود.

پودر اضافی سپس به همراه هر نوع جزء پشتیبانی که برای نگه‌داشتن اجزا به یکدیگر حین چاپ، وجود داشتند، حذف می‌شود. محصول نهایی پلیش و در نهایت مونتاژ می‌شود.

مزایای چاپ لیزری سه‌بعدی ارزان تر و سریع‌تر بودن آن است و همچنین در مقایسه با ساخت معمول این موتور که هفته‌ها زمان می‌برد، فرایند زمانی ساخت آن فقط چند ساعت است.

چاپ‌کردن همچنین امکان طراحی‌های پیچیده‌تر برای هر قطعه را فراهم می‌کند.

گفته می‌شود، آزمایش‌ها در موجاوه و بدون هیچ گونه مانعی انجام شد و موتور مزبور به سرعت مافوق‌صوت رسید.

این موفقیت می‌تواند گام بعدی در طراحی سیستم‌های پیشرانش ارزان‌تر و تجاری‌سازی فضا باشد.

علاوه بر آزمایش موفقیت‌آمیز، طرح Tri-D برنده «جایزه دانشجویی» در رقابت DIYRockets به میزبانی شرکتی به همین نام شد.