Ruimte
3D‑geprinte raketbrandstof maakt vaste brandstof weer competitief
Als het gaat om het voortstuwen van raketten en raketten, kunnen twee verschillende categorieën brandstof worden gebruikt: vloeibare of vaste brandstoffen.
Vaste brandstoffen zijn duurzamer en makkelijker te hanteren, maar lijden onder relatief slechte flexibiliteit, waardoor richting en variatie in stuwkracht moeilijk zijn.
Intussen zijn vloeibare brandstoffen veelzijdiger, maar duurder, moeilijker te hanteren en vatbaarder voor catastrofale explosies, of zoals SpaceX het noemt, “snelle ongeplande demontage”.
Desondanks betekent de lagere prestatie dat vaste brandstoffen voornamelijk zijn gebruikt in raketten en andere militaire uitrusting die chemische stoffen vereisen die veilig en stabiel zijn gedurende tientallen jaren in opslag. En de technologie die wordt gebruikt om de brandstof voor deze raketten te produceren, is de afgelopen 60 jaar nauwelijks veranderd.
Dit is niet langer waar aangezien het 3D‑printbedrijf Chromatic 3D Materials een nieuw type 3D-geprinte vaste brandstof heeft uitgevonden, dat deze vorm van voortstuwing radicaal kan veranderen, zonder concessies te doen aan de voordelen.
Vaste vs Vloeibare Brandstof
Alle raketbrandstoffen gebruiken een mengsel van een reactieve, energierijke chemische stof en een oxidator, waardoor die energie op een gecontroleerde manier wordt vrijgegeven.
Vloeibare brandstoffen slaan brandstof en oxidator apart op als vloeistoffen, die ze in een verbrandingskamer pompen. Dit stelt de raket in staat de stroming van de vloeistoffen te regelen, waardoor hij het motorvermogen kan aanpassen, stoppen of opnieuw kan starten.
De meeste vloeibare brandstoffen zijn cryogene vloeistoffen zoals vloeibare zuurstof en waterstof, of vloeibaar methaan, hydrazine, enz.
Daarentegen combineert vaste brandstof brandstof en oxidator tot een enkele, vooraf gemengde vaste massa. Eenmaal ontstoken wordt de brandstof geleidelijk verbruikt met een snelheid die overeenkomt met het ontwerp, zonder mogelijkheid om het vermogen aan te passen, en kan het niet worden gestopt of opnieuw gestart.
Bron: Drishtiias
Dit maakt vaste brandstoftechnologieën van nature minder praktisch voor veel toepassingen die een subtielere voortstuwing vereisen.
Maar ze hebben ook een paar belangrijke voordelen die ze tot op de dag van vandaag in gebruik houden:
- Het vaste mengsel is uiterst stabiel zolang het niet wordt ontstoken, en kan tientallen jaren functioneel blijven onder eenvoudige opslagcondities.
- De mechanische complexiteit is zeer laag, zonder leidingen, kleppen of pompen, waardoor het van nature betrouwbaarder is en minder vatbaar voor onverwachte storingen.
- Het ontwerp is eenvoudiger, wat leidt tot lagere kosten, vooral voor niet‑herbruikbare ontwerpen.
Deze verschillen leidden tot een scheiding tussen de twee brandstoftechnologieën.
Vaste brandstoffen worden nog steeds gebruikt in raketten, ICBM’s en eenmalige raketboosters die weinig controle vereisen, waardoor kosten worden verlaagd en de veiligheid wordt verbeterd.
Vloeibare brandstoffen worden gebruikt in ruimtevaartraketten en andere ruimtemissies, evenals in enkele militaire toepassingen, zoals bijvoorbeeld Russische ICBM-ontwerpen.
Vaste Brandstoffen Heruitvinden
Beperkingen van Klassieke Vaste Brandstoffen
Bij het bouwen van een vaste brandstofraket worden de gebruikte brandstof en oxidator gemengd tot een dikke slurry en direct in de voorgemonteerde raketomhulsel gegoten. Vervolgens wordt het gedurende dagen tot weken verhit om het te laten uitharden tot een harde, rubberachtige massa.
Een grote metalen staaf, een mandrel genoemd, wordt meestal in het midden van de mal geplaatst vóór het gieten en daarna verwijderd na uitharding, waardoor een holle kanaal voor de verbrandingskamer ontstaat. Dit gat wordt later gevuld met de ontstekingslading en vormt de verbrandingskamer.
Bron: L3Harris
Deze methode wordt al meer dan 60 jaar getest, maar kent ernstige nadelen.
Het eerste probleem is dat de mengmethode soms een klein luchtbelletje of scheur nabij de omhulling creëert. Dit kan een explosie veroorzaken wanneer de brandstof wordt ontstoken, mogelijk tijdens de vlucht.
Een ander probleem is dat het verwijderen van de mandrel scheuren kan veroorzaken. Dit beperkt ook de vorm die kan worden gegoten, waardoor de opties voor verschillende snelheden en stuwkracht worden verminderd.
3D‑printen van Vaste Brandstoffen
Chromatics 3D Materials is een bedrijf waarvan de technologie zich richt op reactieve extrusie‑additieve productie, oftewel het 3D‑printen van materiaal dat chemische reacties ondergaat om te verharden zodra het uit de nozzle van de printer komt. Opmerkelijk is dat het begon met polyurethanen en andere elastomeren zoals rubber.
Bron: Chromatics 3D Materials
Dit proces maakt dus geen gebruik van smelten, lasers of nabewerking, in tegenstelling tot bijna alle andere 3D‑printtechnologieën. De printer pompt een chemisch mengsel dat reageert en vrijwel onmiddellijk uithardt zodra het wordt neergelegd.
Op 28 aprilth 2026 kondigde het bedrijf aan dat het zijn 3D‑printers had getest voor een nieuw materiaal: vaste brandstof.
Dit volgt op de aankondiging een jaar eerder dat het bedrijf ITAR‑certificering (International Traffic Arms Regulation) had behaald, wat aantoont dat dit deel uitmaakt van een langetermijnplan voor het bedrijf.
“Het verkrijgen van ITAR‑certificering markeert een cruciaal moment in de groei van ons bedrijf. Deze registratie verbetert niet alleen ons vermogen om defensie‑ en ruimtevaartklanten te bedienen, maar toont ook onze toewijding aan het handhaven van de hoogste normen van veiligheid en kwaliteit in additieve productie.”
Het bedrijf heeft de vaste brandstof niet opnieuw uitgevonden, maar de chemie aangepast om deze 3D‑printbaar te maken. Dit verandert radicaal wat vaste brandstoffen kunnen bereiken, zonder de beperkingen die worden opgelegd door het lange, energie‑intensieve uithardingsproces en de vorm van de centrale mandrel.
“In een vaste raket bepaalt de vorm van de holle kern in het midden van de brandstof hoe deze brandt en hoeveel stuwkracht het genereert. 3D‑printen maakt “onmogelijke” interne vormen mogelijk die niet met een mal kunnen worden gemaakt, wat mogelijk leidt tot raketten die verder of efficiënter vliegen.”
Potentieel van 3D‑geprinte Vaste Brandstoffen
Sterke Eerste Resultaten
Tijdens de tests in april 2026 op het testterrein Integrated Solutions for Systems (IS4S) in Opekia, Alabama, toonde de brandstof uitstekende verbrandings‑ en voortstuwingspotentie. Het belangrijkste is dat het meer dan 1800 psi verbrandingsdruk kon weerstaan zonder structureel falen.
Op basis van de huidige resultaten heeft het materiaal van Chromatic de mogelijkheid om ongeveer 90 % van het Amerikaanse raketarsenaal te laten vliegen met een gelijkwaardige snelheid en bereik, terwijl het kansen biedt om beide verder te verbeteren.
“De brandstof bereikt energieladingniveaus die vergelijkbaar zijn met de best presterende conventionele brandstoffen, terwijl het de structurele integriteit levert die nodig is om een omgeving met hoge verbrandingsdruk te weerstaan.”
Nieuwe Ontwerpmogelijkheden
De directe integratie van brandstoffen in structurele componenten stelt het bedrijf in staat onnodige massa te verminderen, efficiëntere interne geometrieën te creëren en het stuwkrachtgedrag nauwkeurig af te stemmen.
Dit maakt deze productiemethode van nature superieur aan de traditionele methode.
Het wordt ook onderzocht door andere grootmachten, met name bij het State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering in China, dat ook een artikel publiceerde met de titel “Additieve productie van vaste brandstoffen: Het verkennen van de grens van vaste voortstuwingssystemen“.
Een ander potentieel is dat 3D‑printen van vaste brandstof het mogelijk maakt verschillende soorten brandstof in dezelfde raket te mengen. Hoewel het nog niet zo flexibel is als het pompen van een variabele hoeveelheid vloeibare brandstoffen, zou het mogelijk kunnen maken om snelheid en stuwkracht te variëren in verschillende fasen van de vlucht.
Het resultaat van deze mogelijkheden zou lichtere voortstuwingssystemen kunnen zijn met hogere prestaties, een groter bereik en meer operationele flexibiliteit voor toekomstige missies.
Toepassingen van 3D‑geprinte Vaste Brandstof
Tot nu toe richt Chromatics 3D Materials zich duidelijk op een defensiecontract voor het bouwen van raketten die worden voortgestuwd door door het bedrijf geprinte brandstof. Nu het Amerikaanse arsenaal slinkt door de oorlogen in Oekraïne en Iran, kan dit een antwoord zijn op gespannen toeleveringsketens die de productiesnelheid van deze raketten beperken.
De methode is compatibel met bestaande systemen en chemicaliën, dus de eerste contracten zullen waarschijnlijk met bekende ontwerpen zijn. Maar op de lange termijn zullen innovatieve ontwerpkeuzes die verder vliegen, harder raken en sneller kunnen worden geproduceerd, de belangrijkste bijdrage van deze technologie zijn.
Aangezien het Amerikaanse defensiebudget naar verwachting snel zal groeien tot $1,5 triljoen, is dit potentieel zeer lucratief voor het bedrijf.
Een andere optie zou kunnen zijn om dergelijke brandstof te integreren in ruimtevaartsystemen, bijvoorbeeld nood‑evacuatiepods in ruimtestations of toekomstige maanbasissen, aangezien de duurzaamheid van het materiaal het een superieure optie maakt ten opzichte van de onstabiele vloeibare brandstoffen die tegenwoordig de voorkeur hebben.
Investeren in Vaste Brandstofraketten
L3Harris Technologies Inc
(LHX )
Recentelijk is het grootste deel van de aandacht van de financiële markten met betrekking tot rakettechnologie gericht op herbruikbare raketten, met name Rocket Labs (RKLB ) (volg de link voor ons investeringsrapport) en de aankomende IPO van SpaceX.
Maar nieuwe technologieën zoals 3D‑geprinte vaste brandstof kunnen deze ontwerpen waardevoller maken en in de toekomst breder toepasbaar.
Sinds de overname in juli 2023 van de raketmotorontwikkelaar Aerojet Rocketdyne voor $4,7 miljard, heeft L3 Harris een vierde afdeling aan het bedrijf toegevoegd, gericht op raketproductie.
Daarnaast is L3 Harris een leider op het gebied van militaire communicatie, waarbij “missiesystemen” voor militaire commando’s worden geïntegreerd, evenals satelliet- en ruimte‑sensoren.
Bron: L3Harris
Dit plaatst het bedrijf in een perfecte positie om te profiteren van een opleving in de vraag naar raketten die vaste brandstof gebruiken.
Om te reageren op de recente dringende stijging in de vraag, heeft L3Harris aangekondigd een eerste samenwerking in zijn soort met het Department of War (DoW). Het DoW zal $1 miljard investeren in L3Harris’ Missile Solutions‑onderdeel via converteerbare preferente aandelen.
Vervolgens zal L3Harris in de tweede helft van 2026 een beursgang (IPO) doen van haar Missile Solutions‑onderdeel, in zekere mate een hercreatie van Aerodyne Rocketdyne, maar met extra technologieën van L3Harris eraan gekoppeld. Na de IPO zal L3Harris een controlerend belang behouden in het Missile Solutions‑onderdeel.
Bron: L3Harris
L3Harris onthulde ook in de zomer van 2025 zijn Red Wolf missile concept. Dit ontwerp zou ongeveer $300.000 tot $400.000 per eenheid moeten kosten, versus ruim $1 miljoen per stuk voor bestaande stand‑off cruise‑raketten, wat een stap in de goede richting is naar meer talrijke en goedkopere munitie.
Ook hier kan een verbeterd brandstofontwerp een lange weg gaan in het verhogen van de productiesnelheid en het verlagen van kosten, terwijl de prestaties verbeteren.
Bron: The War Zone
De aankomende beursgang van het raketsegment zou verdere waarde kunnen ontsluiten als een directe manier om in dit thema te investeren, als niet alleen de VS, maar ook al hun bondgenoten een enorme voorraad luchtverdediging tegen toekomstige dreigingen opbouwen, terwijl dit tevens de aandelenkoers van L3Harris ten goede komt.
L3Harris zou ook moeten profiteren van toenemende bestellingen aan andere defensiebedrijven of strijdkrachten die in omvang groeien, aangezien het hen een groter volume aan beveiligde radio‑ en netwerkcapaciteit, drones en andere sensoren zal leveren, en zo een klein stukje van elke taart neemt, vrijwel ongeacht welk wapensystem uiteindelijk wordt gekozen.
(U kunt meer lezen over L3 Harris in ons investeringsrapport gewijd aan het bedrijf.)
Laatste L3Harris Technologies Inc (LHX) Aandelen Nieuws en Ontwikkelingen
