Ariane-programmet är Europas rymdraketprogram,, med målet att skjuta upp satelliter och andra nyttolaster med bärraketer som Ariane 5 och kommande Ariane 6. Nu undersöker forskare från Högskolan Väst hur AM-tillverkningen av komponenter som klarar vätgas kan optimeras. Foto: Ariane Group

Av Caroline Wickmark den 8 maj 2025 07:40

 Denna vecka hålls Rymdforum 2025 i Trollhättan och på plats finns bland annat Högskolan Väst som presenterade information om och kring forskningsinsatser kring pulverbäddsbaserad additiv tillverkning för komponenter till vätgasdrivna rymdraketer.

– Det går att spara mycket material, tid och pengar genom att använda pulverbäddsbaserad additiv tillverkning (AM) för komponenter till vätgasdrivna raketmotorer. Men det krävs mer kunskap för att processen ska motsvara de högt ställda kraven, säger Thomas Hansson, forskar på Högskolan Väst och GKN Aerospace enligt ett pressmeddelande från Högskolan Väst.

Vätgas använd ofta som bränsle till rymdraketer och vid konstruktionen av raketmotorer behöver det tas hänsyn till risken att metaller blir spröda när de utsätts för väte. Traditionellt sätt används den  nickelbaserade superlegeringen Inconel 718 för tillverkning av komponenter till vätgasdrivna raketmotorer.

– Men för att kunna producera komponenter mer effektivt med pulverbäddsbaserad AM behöver vi utveckla ny kunskap om fenomenet väteförsprödning vid användning av AM-processer. Komponenterna utsätts för extrema temperaturer, belastningar och tryck i tuffa vätgasmiljöer. Vi behöver designa processen så att risken för sprickor och andra defekter till följd av försprödning i superlegeringen Inconel 718 elimineras,  säger Thomas Hansson.

Under Rymdforum presenteras dels en översikt hur AM kan användas inom rymdapplikationer och men det ges också en inblick om pågående forskningsprojekt. Doktorand Robert Sundström på Swerim arbetar just nu med att utveckla provningsmetoder för metalliska material med fokus på superlegeringen Inconel 718 tillverkad med pulverbäddsbaserad AM i samarbete med GKN Aerospace. Samtidigt arbetar en annan doktorand, Karthik Vaidyalingam Arumugam, med en utvärderingen hur de mekaniska egenskaperna hos AM-tillverkad Inconel 718 påverkas av vätgas.

– Karthik undersöker även hur man kan förbättra legeringens egenskaper genom att värmebehandla komponenten på nya sätt. När en komponent värmebehandlas kan mikrostrukturen hos superlegeringen förändras. För att skapa förståelse för helheten har Karthik stor nytta av de tester som görs löpande under projektet. Här är samarbetet mellan Robert och Karthik oerhört viktigt, säger Thomas Hansson som handleder forskarna.

Redan i dag testar GKN Aerospace AM-tillverkade komponenter till motorer för rymdraketer som en del i det europeiska Ariane-programmet.

– Om forskningen uppnår våra mål planerar företaget att skjuta upp den första pulverbäddstillverkade komponenten i legering Inconel 718 redan 2027, kommenterar Thomas Hansson.