Perhatian pada bahan bakar roket cetak 3D tidak hanya muncul karena bentuk roket bisa dibuat lebih beragam. Yang lebih menarik, teknologi ini berpotensi memangkas waktu produksi bahan bakar padat yang selama ini bergantung pada proses pengerasan bertahap.
Chromatic 3D Materials, perusahaan berbasis Minnesota, menjadi salah satu pihak yang mendorong pendekatan tersebut. Mereka mengembangkan metode untuk mencetak solid rocket fuel secara langsung agar propelan padat dapat dibuat lebih stabil, lebih mudah diprediksi, dan lebih fleksibel dalam bentuk.
Selama ini, pembuatan bahan bakar roket padat berjalan lewat pola yang sudah lama dipakai. Campuran bahan bakar, oksidator, dan binder diolah menjadi slurry, lalu dituangkan ke dalam cangkang roket dan dibiarkan mengeras dengan batang logam di bagian tengahnya.
Setelah material mengeras, batang logam dilepas untuk membentuk ruang pembakaran. Saat roket dinyalakan, bahan bakar terbakar dari bagian dalam ke luar, sehingga laju pembakaran, jumlah bahan bakar, dan durasi dorongan masih bisa dikendalikan pada tingkat tertentu.
Namun, metode lama itu punya keterbatasan yang cukup penting. Retakan dan celah bisa muncul selama curing karena adanya gelembung udara di dalam campuran, sementara bentuk booster padat tetap sangat bergantung pada proses pengerasan itu sendiri.
Chromatic mencoba mengubah titik paling menentukan dari proses tersebut. Perusahaan ini menyesuaikan kimia binder yang sudah ada supaya material tetap cair saat berada di printer, lalu mengeras setelah dicetak.
Dengan cara itu, bahan bakar dan oksidator bisa digabungkan, dicetak dalam bentuk cair, lalu menjalani curing setelah keluar dari printer. Hasilnya, propelan dapat dibuat dalam berbagai bentuk dan konfigurasi yang jauh lebih luas dibanding teknik molding tradisional.
Pendekatan ini juga membuka peluang untuk bentuk bahan bakar yang sebelumnya sulit, bahkan mungkin tidak mungkin dibuat, dengan proses lama. Di sisi lain, Chromatic menilai proses ini dapat mempercepat curing secara signifikan, dari waktu yang biasanya memakan hari atau minggu menjadi hampir seketika.
Diuji di kondisi ekstrem
Agar bahan bakar cetak 3D itu benar-benar siap dipakai di combustion chamber, Chromatic melakukan pengujian dalam tekanan dan suhu tinggi. Hasil uji tersebut disebut menunjukkan material itu lebih dari cukup untuk menghadapi kondisi ekstrem tersebut.
Dalam static fire test terbaru, Chromatic menyatakan propelan itu mencapai tingkat energetic loading yang sebanding dengan propelan konvensional terbaik. Pada saat yang sama, materialnya tetap mempertahankan integritas struktural yang dibutuhkan untuk bertahan di lingkungan pembakaran bertekanan tinggi.
Dampak ke produksi roket dan rudal
Nilai utama dari pendekatan ini tidak berhenti pada bentuk roket yang lebih bebas. Jika diterapkan secara luas, manufaktur solid rocket fuel dapat menjadi lebih konsisten dan jauh lebih cepat dibanding metode lama yang menunggu proses pengerasan.
Chromatic juga menyebut sedang bekerja sama dengan lembaga pemerintah dan industri untuk membuktikan kemampuan bahan bakar cetak 3D tersebut dan mendorong adopsinya. Perusahaan menekankan pentingnya teknologi ini bagi kesiapan strategis karena bisa mempercepat skala produksi roket dan rudal.
Dorongan itu muncul di tengah kebutuhan besar terhadap produksi rudal dalam jumlah besar dan kemampuan membuatnya secara massal. Dalam situasi seperti itu, bahan bakar roket padat cetak 3D bisa menjadi salah satu teknologi yang membantu meningkatkan kesiapan produksi dalam waktu singkat.
Perubahan ini juga menyentuh inti dari desain dan manufaktur roket. Jika bahan bakar padat bisa dicetak langsung dengan hasil yang stabil, industri berpeluang memiliki jalur produksi yang lebih cepat, lebih presisi, dan lebih mudah dikendalikan dibanding proses konvensional yang telah bertahan selama puluhan tahun.
