La startup indiana Agnikul Cosmos, con sede presso il campus dell’Indian Institute of Technology Madras (IIT Madras), sta sviluppando motori a razzo stampati in 3D per supportare lanci più frequenti e flessibili di piccoli satelliti. Il nuovo caso di studio riguarda i test su un motore booster in Inconel integralmente prodotto tramite additive manufacturing, con l’obiettivo di ridurre tempi e costi di produzione mantenendo prestazioni adatte a missioni ripetute.
Motore a razzo in Inconel stampato in 3D
Il cuore del progetto è un motore a razzo in Inconel, superlega a base di nichel nota per l’elevata resistenza meccanica e alla corrosione alle alte temperature, stampato in 3D come pezzo unico mediante tecnologia laser powder bed fusion (LPBF).
La camera di combustione raggiunge circa un metro di lunghezza, integra canali di raffreddamento interni ottimizzati con simulazioni di fluidodinamica computazionale (CFD) e viene prodotta in un singolo ciclo di stampa, senza saldature, per migliorare integrità strutturale e durata a cicli multipli.
Architettura di propulsione e prestazioni previste
I motori sviluppati da Agnikul, come Agnilet e il nuovo booster Agnite, utilizzano una configurazione semi-criogenica alimentata con ossigeno liquido (LOX) e carburante tipo Aviation Turbine Fuel (ATF), progettata per funzionare con sistemi di pompaggio avanzati.
Nel nuovo motore in Inconel, l’adozione di un’architettura a singolo pezzo consente di gestire pressioni interne superiori a 100 bar e temperature che possono superare i 3.000 K, condizioni tipiche di motori destinati a lanci ripetuti con cicli termici severi.
Obiettivo: aumentare la frequenza dei lanci
Agnikul intende usare questi motori stampati in 3D per lanciatori come Agnibaan, pensati per il mercato dei piccoli satelliti e per missioni on‑demand.
Riducendo il tempo di produzione del motore a pochi giorni e centralizzando il processo nella propria “Rocket Factory – 1”, l’azienda punta a configurare motori in base alle esigenze del cliente, accorciando il lead time tra progetto, test e integrazione sul vettore.
Vantaggi della stampa 3D in Inconel per motori riutilizzabili
L’uso della stampa 3D in Inconel consente di:
- eliminare numerose saldature, riducendo potenziali punti di cedimento in un motore sottoposto a forti sollecitazioni termiche e meccaniche
- integrare geometrie interne complesse, come canali di raffreddamento conformali, difficili o impossibili da ottenere con metodi tradizionali
- ridurre il numero di componenti, semplificando assemblaggio, manutenzione e ispezione tra un lancio e l’altro.
Secondo i dati tecnici sulla lega Inconel 625, la superlega mantiene buone proprietà a fatica e resistenza alla corrosione in ambienti ossidanti e non ossidanti, caratteristiche utili per camere di combustione esposte a cicli termici ripetuti.
Impianto produttivo e scala industriale
La produzione dei motori in Inconel avviene nella struttura interna Large Format Additive Metal Manufacturing (LFAMM) di Agnikul, equipaggiata con macchine di stampa metallica per pezzi di grandi dimensioni.
In questa fabbrica, il ciclo comprende progettazione, stampa, depolverizzazione, trattamenti termici, lavorazioni di finitura e test, con l’obiettivo di chiudere l’intera filiera in un unico sito per ridurre tempi e dipendenze da fornitori esterni.
Prospettive per lanci più frequenti e mercato dei piccoli satelliti
L’approccio di Agnikul integra stampa 3D, materiali avanzati e architetture di propulsione ottimizzate per favorire lanci ripetibili e ad alta cadenza, con una forte attenzione al contenimento dei costi.
L’obiettivo è servire il segmento dei piccoli satelliti con slot di lancio più flessibili, motori configurabili in base alla missione e un modello produttivo che consenta di passare dal progetto al test in pochi giorni, mantenendo la robustezza richiesta dall’uso ripetuto.
