Bocal de foguete de cobre fabricado por spray a frio do NMIS do Reino Unido reduz prazo de entrega

De acordo com pt.wedoany.com-Engenheiros do Instituto Nacional de Manufatura da Escócia (NMIS) utilizaram a tecnologia de spray a frio de alta pressão (HPCS) para fabricar bocais de foguete de cobre, visando resolver o desafio de longa data na produção de motores de foguete: a fabricação de grandes estruturas de cobre com canais de resfriamento internos complexos.

A temperatura de operação da câmara de combustão e do bocal do foguete excede o ponto de fusão dos próprios materiais estruturais, impondo requisitos extremamente elevados tanto ao design geométrico quanto ao desempenho dos materiais.

Os processos de produção tradicionais são longos e intensivos em mão de obra, geralmente exigindo múltiplas etapas de fabricação e uma quantidade significativa de usinagem subsequente. A fusão em leito de pó, como um método de manufatura aditiva maduro, embora ofereça maior liberdade de design, tem tamanho de formação limitado, dificultando seu uso em componentes grandes. A galvanoplastia também é amplamente utilizada na produção de bocais de cobre, mas o prazo de entrega para atingir a escala necessária pode levar meses. O cobre adiciona dificuldade extra: devido às suas propriedades térmicas e mecânicas, bem como à sua superfície altamente reflexiva, torna-se difícil de aplicar na maioria dos processos convencionais de manufatura aditiva.

Os engenheiros do NMIS constroem a estrutura do bocal por deposição camada a camada usando HPCS, evitando os riscos de deformação térmica e degradação do material que podem surgir com métodos baseados em soldagem. Este processo suporta produção em escala, preservando detalhes geométricos finos e permitindo a integração de características internas complexas na estrutura. Com uma taxa de deposição de até 10 kg por hora, o processo pode reduzir o prazo de entrega da produção de meses para dias, ao mesmo tempo que reduz o desperdício de material em comparação com a usinagem tradicional. Atualmente, a tecnologia ainda não foi validada por meio de testes completos de motores de foguete.

Além do setor aeroespacial, o NMIS identificou aplicações potenciais deste processo em áreas que exigem materiais resistentes à corrosão, como aeroespacial, energia e construção naval. O processo também pode ser usado para reparo e remanufatura de componentes existentes. Calum Hicks, especialista sênior em tecnologia da fábrica digital do NMIS, afirmou que este projeto marca um marco importante na demonstração de como a manufatura avançada pode ser aplicada a componentes complexos de motores de foguete. O desenvolvimento do bocal de foguete de cobre permitiu que a equipe explorasse novos métodos para fabricar estruturas de gerenciamento térmico de alto desempenho, reduzindo o tempo de desenvolvimento e aumentando a eficiência da produção. Este trabalho fortalece a capacidade do Reino Unido nos setores aeroespacial e outros. Ryan Devine, engenheiro sênior de P&D do NMIS, acrescentou que o verdadeiro valor deste trabalho está em demonstrar como a manufatura avançada pode passar da experimentação para a aplicação prática. Ao combinar conhecimento de engenharia com processos inovadores como o spray a frio de alta pressão, os fabricantes podem repensar como componentes complexos são projetados, produzidos e mantidos. Essas iniciativas ajudam a apoiar ciclos de desenvolvimento mais rápidos e sistemas de manufatura mais resilientes.