NASA испытывает 3D-печать в критериях микрогравитации

    Грустно популярная сумка с инструментами NASA, которая затерялась в космосе в ноябре 2008 года, будучи потерянной на Интернациональной галлактической станции, оставила команде на один шприц для смазки все меньше и невозможность поменять отсутствующие инструменты. Сквозь пару лет космонавты сумеют восполнить припасы потерянных либо покоробленных космонавтов инструментов, ординарно напечатав новейшие на 3D-принтере.

    NASA испытывает 3D-печать в критериях микрогравитации

    NASA начнет тестировать способности 3D-печати в консервативных критериях микрогравитации сначала последующего июня, когда отправит принтер размером с микроволновку на МКС для серии тестов по производству пластмассовых и композитных деталей и инструментов. Ежели все пойдет ладно, галлактическое агентство установит константный принтер на МКС в 2015 году.

    В последнее время такова машинка дозволит экипажу МКС дублировать мелочевки и принципиальные штуки — к примеру, пластмассовые зажимы для кронштейны грузов — заместо тамошнего, дабы ожидать снабженцев со последующей миссии. За исключением тамошнего, в дальнейшем галлактическое агентство ждет тамошний денек, когда сырье можно будет добыть из астероида и доставить на МКС с галлактическим кораблем. Вероятность пополнения припасов вдалеке от Почвы подарит нашим галлактическим объектам вероятность подольше присутствовать в космосе, совершать полеты в далекий космос, реализуя неосуществимые замыслы минувшего. Вакантное место можно будет заполнить пищей, топливом и иными полезными ингредиентами галлактического судна.

    Пробный пуск

    Для начала космонавты установят тестовый 3D-принтер, сделанный фирмой под заглавием Мейд in Space — в микрогравитационный научный вещевой ящик на МКС (Microgravity Science Glovebox), закрытое 255-литровое рабочее пространство, расположенное в лабораторном модуле Евро галлактического агентства. ЕКА разработало это же рабочее пространство, дабы наземные ученые из различных областей могли проводить опыты в космосе, делая упор на плечо помощи пенисов экипажа МКС. Рабочее место герметизируется и сохраняет отрицательное давление, дабы экипаж мог манипулировать экспериментальным оборудованием и образчиками без ужаса утратить маленькие части, детали, воды либо газы, кои умеют испариться в открытый лабораторный модуль.

    Принтер от Мейд in Space возводит объекты методом нагревания термопластичных ниток и нанесения них при помощи экструзионной головки в согласовании с замыслом CAD-файла. Эта техника печати — частенько расходуемая изобретателями для скорого прототипирования собственных деталей — образовывает вещи снизу ввысь, нанося материалы слоями шириной 0,04 миллиметров. Подробнее о истории сотворения 3D-принтера мы писали тут.

    3D-принтеры, обычно, разработаны эдак, дабы применять гравитацию и силу поверхностного натяжения, кои посодействуют сформировывать слои без воздушных пузырей и изъянов, ослабляющих конечный товар.

    «В критериях микрогравитации все ингридиенты 3D-принтера начнут плавать вокруг, и смещение даже на долю мм может загубить всю печать», — разговаривает первостепенный технолог Мейд in Space Джейсон Данн. И не вдаваясь в подробности — по причинам наличия соперников — Данн поведал, что его корпорация разработала первый 3D-принтер, который является целиком независящим от гравитации.

    Отсутствие гравитации значит, что атмосфера МКС и не подразумевает естественной конвекции. Это же образовывает конкретные трудности для руководства теплом, которое занимает центральное пространство в 3D-печати. Для галлактического 3D-принтера придется разрабатывать альтернативные термические способы, кои оставят прохладное прохладным, а уж горячее жарким.

    Экспериментальный принтер прошел ряд экспериментов на вибрацию и стресс, кои дозволили обусловить, сумеет ли он пережить пуск и работу в режиме микрогравитации.

    Во время прохождения теста на МКС принтер от Мейд in Space будет возводить разнообразные объекты, в фолиант числе прототипы инструментов и деталей, расходуемых на галлактической станции.

    «Основная миссию сего проекта заключается в выявлении не совсем только тамошнего, как только принтер реагирует на долгое влияние микрогравитации, однако а также определении тамошнего, изменяются ли материалы в этаких условиях», — разговаривает Майк Снайдер, сооснователь Мейд in Space, также первостепенный инженер и директор по научным исследованиям и развитию.

    Лимиты мощности станции

    3D-принтеры на базе экструзии привычно вырабатывают температуру перед началом 200 градусов по Цельсию, дабы смягчить термополимерные нитки. Это же и не крупное энергопотребление, однако принтеру может требоваться добавочная энергия для поддержания температуры в архитектурной видеокамере — это же выручает объекты от деформации либо стекания. Ежели архитектурную фотокамеру и не нагревать, существуют альтернативный случай — подогрев платформы, дабы нижний слой остывал и не очень резво.

    3D-принтеры наиболее высочайшего класса просят не мало тепла и частенько идут с алчным перед началом энергии лазером, чтобы разжижать полимеры и возводить наиболее плотные и поболее высокопрочные пластмассовые объекты. Экструзионные системы производят изделия наиболее малорослого свойства, так как пропускают размягченные полимеры через дырку на манер тюбика зубной пасты. Инсталляция лазеров на МКС будет, вероятнее всего, нецелесообразной по причине колоссального энергопотребления, полагает Джозеф Биман, доктор по инженерной механике Техасского вуза. Приблизительно в той самой же степени, в которой 3D-принтеры сберегают материал, в этакий же они прожорливы по части энергии.

    Хотя инженеры рассказывают, что и не умеют вдаваться в детали мощности употребления, нужной принтеру предприятия, они указывают, что прибора, работающие в научном блоке МКС ограничены 200 Вт. Машинка Мейд in Space «номинально» ишачит в рамках сего требования.

    Энтузиазм NASA в 3D-печати смотрится полностью обоснованным, и экструзионная система Мейд in Space выглядит правильно, беря во внимание объем и ограничения мощности, связанные с МКС.

    Последующие шаги

    Вывод галлактических 3D-принтеров на наиболее индустриальные уровни дозволил бы подменять наиболее сложноватые элементы на орбитальной станции. Трехмерные принтеры, кои бы возводили объекты из титана и остальных железных порошков в эталоне сумели бы производить подмену экстренным ингридиентам галлактической станции, но еще более будут мучиться от критерий микрогравитации.

    «Вы и не желаете, дабы эти порошки летали вокруг, однако в теории можно применять электростатические системы, дабы задерживать непроводящие порошки на деньке рабочей камеры», — разговаривает Биман. И прибавляет: «Думаю, 3D-печать на МКС будет ишачить. Вопросец в фолиант, как полезной она будет, однако совершенно точно стоит ли попробовать».