Aconity3D fertigt KI-designten Aerospike-Raketenmotor erfolgreich im Metall-3D-Druck
Durchbruch in der Raumfahrttechnik: Erstmaliger Heißlauftest eines autonom entwickelten Triebwerks gelingt im ersten Versuch

Aconity3D hat gemeinsam mit führenden Partnern aus Forschung und Industrie einen bedeutenden Meilenstein im Bereich der Raumfahrtantriebe erreicht: den erfolgreichen 3D-Druck und Heißlauftest eines Aerospike-Raketenmotors, der vollständig von einer künstlichen Intelligenz (KI) entworfen und als monolithisches Bauteil in einer hochentwickelten Kupferlegierung (CuCrZr) gefertigt wurde.

Für den Druck des Aerospikes kam unsere AconityMIDI+ mit dem IPG YLR 3000/1000 AM Lasersystem zum Einsatz – unsere Lösung für hocheffiziente industrielle LPBF-Prozesse. Anschließend wurde das Bauteil von Solukon entpulvert und durch das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT wärmebehandelt. Die abschließende Vorbereitung für den Heißlauftest übernahm das Race 2 Space Team der University of Sheffield, das den gesamten Prozess mit umfassender technischer Unterstützung begleitete.

Das Ergebnis: Das Aerospike-Raketentriebwerk wurde bereits beim ersten Test erfolgreich gezündet.

KI-basierte Entwicklung trifft auf industrielle Fertigung

Besonders bemerkenswert ist die Entstehung des Designs: Es stammt vollständig aus der Feder der künstlichen Intelligenz Noyron, entwickelt von LEAP 71. Der sogenannte Large Computational Engineering Model entwarf den kryogenen 5 kN-Kerolox-Aerospike-Triebwerk autonom – ohne menschliches Zutun. Aerospike-Triebwerke gehören zu den technisch anspruchsvollsten Antriebssystemen der Raumfahrt. Sie zeichnen sich durch ihre spezielle Geometrie aus, die eine effiziente Leistung über verschiedene Flughöhen hinweg ermöglicht – ein entscheidender Schritt in Richtung Single-Stage-to-Orbit-Raketen.

Während herkömmliche Entwicklungsprozesse für solche Triebwerke Jahre in Anspruch nehmen, lieferte Noyron innerhalb weniger Minuten ein fertiges, funktionsfähiges Design.

Komplexe Geometrie in Kupfer – gefertigt als Einzelstück

Das vollständig in einem Stück gedruckte Aerospike-Raketentriebwerk beinhaltet ein hochkomplexes internes Kühlsystem, durch das sowohl flüssiger Sauerstoff (LOX) als auch Kerosin strömen. Diese regenerative Kühlung schützt die Brennkammer vor Überhitzung. Der anschließend erhitzte Treibstoff vermischt sich mit dem gasförmigen Sauerstoff und erzeugt den Schub im eigens entwickelten Aerospike.

Die Realisierung eines derart komplexen, innengekühlten Triebwerks als monolithisches Bauteil aus Kupfer unterstreicht die Leistungsfähigkeit der Additiven Fertigungstechnologie von Aconity3D. Sie ermöglicht die Umsetzung hochdetaillierter, funktionskritischer Geometrien, wie sie für moderne Raumfahrtanwendungen erforderlich sind.

Der nächste Schritt: 20 kN mit Methan und LOX

Nach dem erfolgreichen Test des 5 kN-Prototyps ist bereits der nächste Entwicklungsschritt in Arbeit: ein Aerospike-Rakententriebwerk mit 20 kN Schubkraft, betrieben mit Methan und flüssigem Sauerstoff. Die Kombination aus KI-gestützter Konstruktion und industriellem 3D-Druck eröffnet neue Perspektiven für die schnelle, leistungsfähige und gewichtseffiziente Entwicklung zukünftiger Raumfahrtantriebe.