A empresa de materiais avançados Chromatic 3D Materials anunciou recentemente o sucesso nos testes de fogo estático do seu combustível sólido para foguetões impresso em 3D. De acordo com um artigo do site Tom’s Hardware, os ensaios decorreram no campo de testes da Integrated Solutions for Systems (IS4S) no Alabama, Estados Unidos. Durante a avaliação, o material conseguiu suportar pressões de combustão superiores a 1800 psi sem apresentar qualquer falha estrutural. A empresa descreve este avanço como um marco fundamental para o fabrico de sistemas de propulsão de próxima geração destinados a aplicações espaciais e de defesa.
Os combustíveis de foguetão são materiais de alta energia que os motores queimam, ejectando o produto da combustão para produzir impulso. Estes classificam-se geralmente pelo seu estado físico, podendo ser líquidos, sólidos, híbridos ou gasosos. Os propulsores sólidos oferecem a vantagem da simplicidade e de estarem sempre prontos a utilizar, ao contrário das alternativas líquidas ou gasosas que exigem um carregamento prévio. Além disso, não necessitam de peças móveis complexas, como válvulas ou bombas, e permitem armazenar foguetões abastecidos durante décadas com a garantia de um disparo fiável. Estas características tornam os propulsores sólidos na única escolha viável para mísseis e armamento semelhante.
Os problemas do método tradicional
Tradicionalmente, o fabrico destes foguetões envolve a mistura do material de propulsão com um aglutinante para criar uma pasta espessa. Esta mistura é depois vertida directamente para o invólucro do foguetão para curar durante dias ou semanas para endurecer até se transformar numa rocha com textura de borracha. Um varão de metal, conhecido como mandril, é colocado no centro do molde antes da fundição e retirado após a solidificação, de modo a deixar um canal oco para a câmara de combustão.
Este método padrão, utilizado há mais de sessenta anos, apresenta várias desvantagens. Em primeiro lugar, não elimina a possibilidade de se formar uma pequena bolha de ar ou fenda perto do invólucro, o que pode levar a uma explosão no momento da ignição ou durante o voo. Além disso, a utilização do mandril limita drasticamente as formas que podem ser fundidas. Esta é uma restrição crítica, uma vez que a forma geométrica interna determina a velocidade e o impulso do foguetão. Por fim, o processo de cozedura consome muita energia e demora bastante tempo a ficar concluído.
A solução através do fabrico aditivo
Para resolver estes obstáculos, a Chromatic desenvolveu uma plataforma proprietária de Fabrico Aditivo por Extrusão Reactiva (RX-AM). Em vez de derreter plástico, como acontece na modelagem por deposição fundida, esta tecnologia bombeia uma mistura química que reage e endurece quase instantaneamente ao ser depositada. A publicação refere que a grande inovação reside no próprio material. A empresa não inventou um combustível novo, mas optimizou a química dos aglutinantes existentes para que a substância se mantenha líquida na impressora e endureça à saída.
Ao adoptar esta abordagem, a impressão 3D permite criar formas internas complexas que são impossíveis de obter com um molde tradicional. Isto pode resultar em foguetões capazes de voar mais longe ou de forma mais eficiente. A eliminação dos longos tempos de cura e da necessidade de ferramentas complexas torna a produção muito mais ágil, algo muito procurado pelas empresas ligadas à cadeia de abastecimento da defesa. A Chromatic indica que o propulsor atinge níveis de carga energética comparáveis aos melhores propulsores convencionais, ao mesmo tempo que disponibiliza a integridade estrutural necessária para suportar as altas pressões de um lançamento real.
