Europos kosmoso agentūra kuria aukštos temperatūros FFF 3D spausdintuvą Tarptautinei kosminei stočiai

Kovo 23 d. konsorciumas prie Europos kosmoso agentūros (ESA) suprojektavo ir pagamino ankstyvą FFF 3D spausdintuvą Tarptautinei kosminei stočiai (TKS). Sistemos prototipas sukurtas įgyvendinant projektą IMPERIAL, kuris naudoja konvejerio juostos komponentus (teoriškai) neriboto ilgio 3D spausdinimo dalims. Kovo pradžioje vykusiame ESA Advanced Manufacturing seminare buvo pademonstruota neįvardyto 3D spausdintuvo funkcija. Produktas gali būti suderinamas su visais aukštos temperatūros inžineriniais siūlais. Dalyviai matė 1,5 m ilgio plieninių strypų gamybos procesą vietoje.

Projekto konsorciumą sudaro Vokietijos aviacijos ir kosmoso bendrovės OHB ir Azimut Space, Aslono technologijos institutas Airijos Respublikoje ir Portugalijos 3D spausdintuvų tiekėjas BEEVERYCREATIVE. „Vykdydami šią veiklą įveikėme vieną iš pagrindinių 3D spausdinimo apribojimų – tūrį – ir panaudojome kompaktišką 3D spausdintuvą, galintį apdoroti didelio našumo termoplastiką. EKA medžiagų ekspertas Ugo Lafontas paaiškino. "Tai puikus pasiekimas, kuris išplės šio gamybos pagal poreikį taikymo sritį."

Tarptautinė kosminė stotis

Tarptautinė kosminė stotis. Nuotrauka yra iš NASA.

Kas yra IMPERIAL projektas?

Po to, kai ESA pradinis MELT projektas buvo sėkmingas, projektas išbandė pramoninio FFF 3D spausdinimo galimybes mikrogravitacijos sąlygomis, o tada pradėjo projektą IMPERIAL. Projektas IMPERIAL planuoja imtis tolesnių veiksmų ir sukurti visą kosmoso gamybos sistemą, kuri galėtų įveikti šiandieninių 3D spausdintuvų dydžio apribojimus. Todėl sistema galiausiai bus naudojama gamybai ir techninei priežiūrai pagal poreikį Tarptautinėje kosminėje stotyje, taip užtikrinant pakankamai vietos būsimam ilgalaikiam skrydžiui į kosmosą.

Adventit Makaya, ESA vyresnysis gamybos inžinierius, atkreipė dėmesį: „Nežemiškos gamybos sprendimo, skirto didelėms dalims žmogaus tyrinėjimų aplinkoje (pavyzdžiui, čia, o vėliau erdvėlaivių konstrukcinėse dalyse), kūrimas yra labai svarbus siekiant padidinti tvarumą. ir patikimumas. Tai galingas pajėgumas būsimoms kosminių skrydžių misijoms.

Prieš IMPERIAL projektą ESA konsorciumas pagal MELT projektą sukūrė 3D spausdinimo sistemą su mikrogravitacijos funkcija. Nuotrauka yra iš BEEVERYCREATIVE.

Kosminė pramoninė FFF 3D spausdinimas

Pats spausdintuvas turi atitikti daugybę griežtų techninių reikalavimų. Tai apima galimybę spausdinti didelio našumo inžinerinius polimerus, tokius kaip PEEK, galimybę spausdinti mikrogravitacijos sąlygomis, išlaikant dalių, panašių į žemę, kokybę ir galimybę spausdinti begalę didelių dalių viena kryptimi. Sistemos energijos suvartojimas taip pat yra griežtai ribojamas, o dėl to, kad erdvėje nėra papildomo apdorojimo įrenginių, ji turi būti paruošta naudoti funkcionalias spausdintas dalis tiesiai iš statybų patalpos. Siekdama užtikrinti sėkmingą integraciją į ISS, komanda, kurdama 3D spausdintuvus, taip pat buvo priversta atsižvelgti į žaliavų prieinamumą. Bet koks laužas, likęs po dalių gamybos, turi būti sumažintas iki minimumo ir, jei įmanoma, gali būti visiškai panaudotas.

Antonella Sgambati, OHB projektų vadovė, pridūrė: „Faktai įrodė, kad didelio našumo polimerą naudojančiam FFF neturi įtakos gravitacijos mažinimo aplinka, o tai atveria kelią naujiems iššūkiams, tokiems kaip neriboto ilgio spausdinimas viena kryptimi arba serijinės gamybos naudojimas. Šio projekto pagrindu buvo nustatytos ir pašalintos naujos technologijų spragos kuriant ir bandant BEEVERYCREATIVE prototipą, taip pasiekus šį unikalų pasiekimą, todėl gamybos procesai už žemės ribų yra dar vienas žingsnis į priekį.

Naujasis Project IMPERIAL 3D spausdintuvas naudojamas 1,5 m ilgio plieniniams strypams gaminti

Naujasis Project IMPERIAL 3D spausdintuvas naudojamas 1,5 m ilgio plieniniams strypams gaminti. Fotografavo ESA.

Tarpplanetinio skrydžio į kosmosą perspektyvai artėjant prie realybės, kosminių priedų gamyba tapo karšta tema aviacijos ir kosmoso srityje. Šių metų pradžioje inžinerijos įmonė COSM Advanced Manufacturing Systems pradėjo galutinį NASA metalinių EBM 3D spausdintuvų kūrimą ir konstravimą. Sistema sukurta taip, kad atitiktų NASA reikalavimus automatizuotai gamybai ir komponentų priežiūrai kosmose. Pradedant nuo Artemis programos, sistema bus naudojama visoms kosminėms, Mėnulio ir Marso misijoms.

Kitur Brunsviko technologijos universiteto ir Hanoverio lazerių centro (LZH) mokslininkai neseniai pirmą kartą atspausdino sunkias Mėnulio uolienas 3D formatu, kai gravitacija nulinė. Eksperimentiniame „MOONRISE“ projekte komanda įdiegė pritaikytą lazerį savo „MIRA3D“ Mėnulio roveryje ir ištirpdė Mėnulio dulkes į sferą, atverdama kelią ekonominių struktūrų gamybai Mėnulyje.