Waterjet-teknik löser Rocket Science
Att skicka satelliter i omlopp är idag en stor och global industri. I Sverige finns den världsledande leverantören av lastadaptrar och separationssystem för kommersiella uppskjutningsfarkoster. De tillverkar system som är kompatibla med alla kommersiella satellitbussar i världen idag. Marknadsledarskap innebär ständig undersökning av sätt att utveckla raketvetenskapen ytterligare. Den här gången ledde detta till nya sätt att bearbeta sina tjocka material av kolfiber.
Syftet med Payload Adapter and Separation System är att få en satellit i omloppsbana. Systemen ser till att satelliten och raketen förblir säkert fästa vid varandra under den tuffa resan ut i rymden, och levererar sedan de värdefulla lasten till omloppsbana med precision.
Idag är lastadaptern tillverkad av aluminium och kolfiberteknik. De två delarna är noggrant svetsade samman till en stor kon med en diameter på flera meter. Konstruktionen har imponerande prestanda. Över 600 separeringar har utförts i omloppsbana med en 100-procentig framgångsrat.
Men beräkningar har visat att Payload Adapter System med 100% kolfiber skulle förbättra vikten och styvheten avsevärt. En konstruktion som skulle kunna öka både raketens effektivitet och investeringsavkastningen. Istället för att skruva ihop de två Payload Adapter-delarna skulle samma konstruktion som på glulam-bjälkar kunna användas – fingervinklar. En konstruktion som möjliggör en stor kontaktyta, en stark fog och är lämplig för att sammanföra liknande material.
Eftersom varken fräsning eller sågning var lämpliga för bearbetning av denna typ av design, kontaktades Water Jet Sweden för att utföra testskärning med vattenstråle i realtid.
– Komplicerade geometrier i kolfiber är i allmänhet svåra att bearbeta effektivt utan att använda vattenstråle-skärteknik, förklarar Tony Ryd, CTO på Water Jet Sweden.
Testet utfördes genom att skära 47 mm långa fingertoppar i ett konformat kolfibermaterial med en tjocklek på 12 mm och en omkrets på 7,2 meter. Skärningen behövde en tolerans på 0,1 mm runt cirkeln för att kunna limmas samman på ett säkert sätt. En avancerad FiveX-maskinsystem från Water Jet Sweden valdes för testet.
– Vårt FiveX-maskinsystem är unikt eftersom det kombinerar extrem precision med fullständig 3D-slipningskapacitet. Det är särskilt utformat för denna typ av avancerade applikationer, där skärningen har en noggrannhet på +/- 0,025 mm, berättar Tony Ryd.
Det var framgångsrikt och ledde till tydliga slutsatser. Först visade det att fullt kolförpackningsadaptrar är möjliga på framtida uppskjutningsfarkoster, och för det andra visade det att slipad vattenstrålebearbetning är en lämplig bearbetningsteknik för kolmaterial och framtida rymdteknik.
