Tvåårigt indiskt bolag provkörde en 3D-printad raketmotor

Startupen Othisis har testkört en raketmotor som är helt 3D-printad, kryogen och byggd för att återanvändas. Bolaget har funnits i ungefär två år. Det säger något om hur snabbt tröskeln till avancerad tillverkning har sjunkit och det gäller inte bara raketer.

Motorn tillverkades med SLM, selektiv lasersmältning, där en laser smälter metallpulver lager för lager till ett färdigt föremål. Kryogen betyder att drivmedlet hålls flytande vid extremt låga temperaturer, i regel flytande syre kombinerat med väte eller metan. Det är den svåraste typen av raketmotor att bygga och traditionellt den dyraste.

Ett bolag på två år klarade det ett rymdprogram brukade behöva tjugo till

Poängen är inte att en indisk startup nu konkurrerar med etablerade rymdorganisationer. Poängen är hur få personer och hur lite kapital som krävdes för att komma till en fungerande prototyp.

En kryogen raketmotor består normalt av hundratals separat tillverkade delar som ska svetsas, lödas och passas ihop. Förbränningskammaren behöver kylkanaler som slingrar sig genom väggarna. Injektorn ska blanda bränsle och oxidator med millimeterprecision. Varje fog är en möjlig läcka och varje läcka är en explosion.

Med lasersmältning skrivs hela geometrin ut i ett stycke. Kylkanalerna byggs in i väggen medan väggen skapas. Inga fogar, ingen monteringslinje, ingen verktygskostnad. Det som förr krävde ett maskinparksbygge kräver nu en industriell 3D-skrivare och någon som kan konstruera för den.

Steget är intressant för alla som tillverkar något. Konstruktionsfriheten ökar när formen inte längre begränsas av vad en fräs kommer åt. Antalet komponenter i en produkt kan skäras ned dramatiskt, vilket i sin tur kapar inköp, lager och monteringstid. Prototypcykeln kortas från månader till veckor eftersom ändringar sker i CAD-filen, inte i verktygen. Små serier blir ekonomiskt försvarbara på ett sätt de aldrig var med formsprutning eller gjutning. Tröskeln flyttar sig från kapital till kompetens, vilket gynnar den som kan konstruera framför den som kan investera.

Indien har gått från statligt rymdmonopol till hundratals startups

Indien öppnade sin rymdverksamhet för privata aktörer 2020. Innan dess var i princip all raket- och satellitverksamhet statlig. På några år har det växt fram en ekosystem av startups kring uppskjutning, satellitkomponenter och markutrustning.

Othisis är en av dem. Bolaget bygger inte hela raketer, utan framdrivning. Det är samma specialiseringslogik som finns i vilken industri som helst: någon gör motorn, någon gör flygkroppen, någon gör mjukvaran.

För svenska underleverantörer är den utvecklingen inte främmande. Esrange utanför Kiruna, GKN Aerospace i Trollhättan och en rad mindre verkstäder i Sverige lever redan på att leverera delar till större rymdaktörer. Skillnaden är att konkurrensen om de leveranserna blir bredare när tillverkningsteknik som SLM sprider sig.

Additiv tillverkning tillverkar nu slutprodukter, inte bara prototyper

I många svenska verkstäder står 3D-skrivaren fortfarande i ett hörn och används till fixturer och modeller. Det som händer i raketbranschen visar var tekniken befinner sig: den tillverkar slutprodukter som ska tåla flera tusen graders förbränning och tryck som skulle spräcka en gjuten detalj.

Två saker är värda att skilja på om du överväger metallprint i din egen verksamhet. Plastprint är billigt att komma igång med och löser mest interna problem som fixturer, verktyg och passprov. Metallprint i industriell kvalitet är en investering på maskinnivå och för de flesta småföretag är rätt väg att köpa tjänsten av en legotillverkare i stället för att äga skrivaren.

Har du en produkt som består av tolv delar som monteras ihop, är den intressanta frågan inte om du ska köpa en skrivare. Den är om produkten kan konstrueras om till tre delar.

Othisis lyckades för att någon kunde rita en motor som gick att skriva ut

Det här krånglar fler än man tror med. Att köpa en 3D-skrivare löser ingenting om ritningen är gjord för fräsning. Konstruktion för additiv tillverkning är ett eget hantverk, med egna regler om stödstrukturer, byggriktning och restspänningar i materialet.

Othisis lyckades inte för att de hade en maskin. De lyckades för att någon kunde rita en motor som gick att skriva ut.

För ett svenskt småföretag som funderar på steget är den praktiska ordningen: hitta en konstruktör som redan gjort det, låt en legotillverkare skriva ut en första detalj, mät och testa, räkna sedan på om volymen bär en egen maskin. Att gå omvänd väg och börja med maskininköpet är ett dyrt sätt att lära sig.

Vill du räkna på vad en sådan investering gör med bolagets nyckeltal innan du bestämmer dig, finns kalkylatorn för soliditet och likviditet här på sajten. Och funderar du på om verksamheten ska drivas som enskild firma eller aktiebolag när du börjar binda kapital i maskiner, är det en fråga att lösa innan fakturan kommer.

FAQ

Vad betyder kryogen raketmotor?

Att drivmedlet förvaras i flytande form vid mycket låg temperatur, exempelvis flytande syre vid runt minus 183 grader. Det ger högre effektivitet än rumstempererade bränslen men ställer betydligt hårdare krav på material och tätningar.

Vad är SLM-printing?

Selektiv lasersmältning. En laser smälter metallpulver punkt för punkt i tunna lager tills detaljen är färdig. Tekniken används i flyg-, medicin- och verktygsindustri och klarar material som titan, inconel och rostfritt stål.

Kan ett litet svenskt företag använda metallprint?

Ja men nästan alltid genom legotillverkare snarare än egen maskin. Det finns leverantörer i Sverige som tar emot CAD-filer och levererar färdiga metalldetaljer, vilket gör att du kan testa tekniken utan att binda kapital i utrustning.

Blir produkter billigare med 3D-printning?

Sällan styckvis. Vinsten ligger i färre komponenter, kortare monteringstid, mindre lager och slopade verktygskostnader. För stora serier av enkla detaljer är traditionell tillverkning fortfarande billigare.

Nästa steg för Othisis blir att visa att motorn tål att köras om, inte bara en gång. Återanvändbarhet är hela affärsidén och det bevisas först efter tändning nummer fem eller tio.