QuesTek Innovations hat erfolgreich eine neuartige Superlegierung auf Nickelbasis entwickelt, die laut Pressemitteilung für die additive Fertigung und extreme Umgebungsbedingungen in der Luft- und Raumfahrt geeignet ist. Dies sei ein Meilenstein in der Zusammenarbeit mit Stoke Space, einem Erstausrüster, der wiederverwendbare Raketen für den täglichen Flug entwickle. Das Ziel sei, wiederverwendbare Startsysteme mit niedrigeren Kosten und höherer Starthäufigkeit zu ermöglichen.
Die Legierung, die für den Einsatz in Hochdruck- und Hochtemperatur-Sauerstoffumgebungen entwickelt worden sei, sei qualifiziert worden und erfülle alle Leistungsziele. Diese Legierung sei für das Zenith-Triebwerk von Stoke Space von Bedeutung, das mit einem full-flow staged combustion cycle (brennstoffreichen Hauptstromverfahren) arbeite – ein System, das Werkstoffe erfordere, die extremen Verbrennungsbedingungen standhalten könnten, in denen herkömmliche Legierungen versagen würden.
QuesTek habe die Legierung mithilfe seiner Softwareplattform ICMD® für digitales Materialdesign und Engineering entwickelt. Der Einsatz von ICMD® habe eine Optimierung von Zusammensetzung und Verarbeitung innerhalb von Monaten ermöglicht – ein Prozess, der normalerweise Jahre, wenn nicht Jahrzehnte dauern würde.
Den Weltraum erreichbar machen
Die Superlegierungen auf Nickelbasis, die QuesTek für Stoke Space entwickelt hat, können nach Unternehmensangabel mittels additiver Fertigung gedruckt werden, was Geometrien und Kühlkanäle ermögliche, die mit herkömmlicher Fertigung nicht möglich wären. Die Nutzung der Druckbarkeit ermögliche auch eine Umsetzung von Designänderungen ohne die Vorlaufzeiten und Kosten für die Herstellung neuer Werkzeuge.
„Die Materialzusammensetzungen, die üblicherweise zur Erhöhung der Festigkeit verwendet werden, beeinträchtigen oft die Druckbarkeit und Verbrennungsbeständigkeit“, so Bill Mahoney, Chief Operating Officer bei QuesTek. „Die Technologie von QuesTek hilft den Kunden, ihren Sweet Spot zu finden, in dem alle drei kritischen Eigenschaften nebeneinander bestehen – etwas, für dessen Entwicklung herkömmliche metallurgische Ansätze Jahrzehnte benötigen würden. Wir haben es in nur wenigen Monaten geschafft.“
Der Durchbruch, der laut QuesTek durch die Zusammenarbeit von Stoke Space erzielt wurde, setze Maßstäbe für die Leistungsfähigkeit von Materialien in der Raumfahrt und öffne Raumfahrtunternehmen, die innovative, kostengünstige Starttechnologien anstreben, die Tür. Da die Industrie weiterhin auf höhere Leistung und größere Wiederverwendbarkeit dränge, werde die Fähigkeit, Materialien, die auf extreme Umgebungen zugeschnitten seien, schnell zu entwickeln und zu qualifizieren, eine Voraussetzung sein. In seiner Partnerschaft mit Stoke Space habe QuesTek gezeigt, was möglich sei, wenn digitales Materialdesign die Anforderungen der nächsten Generation der Luft- und Raumfahrt erfülle – und das sei erst der Anfang. Von Antriebssystemen über Wärmeschutz- und Strukturkomponenten bis hin zu Mikro-Energiesystemen könnten die Materials by Design®-Technologie und die ICMD®-Software von QuesTek dazu beitragen, Lösungen für den Raumfahrtsektor zu erschließen und den Weg zu einem Zugang zum Orbit und darüber hinaus zu beschleunigen.