歐洲航天局（ESA）下的一個(gè)財團設計并制造了一種用于國際空間站（ISS）的早期FFF 3D打印機。該原型系統(tǒng)是作為IMPERIAL項目開(kāi)發(fā)(fā)的一部分，它利用傳送帶組件來(lái)（理論上）無(wú)限長(cháng)度地3D打印零件。 3月初在ESA的Advanced Manufacturing研討會(huì )上展示了未命名的3D打印機的功能，該產(chǎn)品可以與所有高溫工程細絲兼容，與會(huì )者在現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證了制作1.5米長(cháng)的鋼筋的過(guò)程。

該項目財團包括德國航空航天公司OHB和Azimut Space，愛(ài)爾蘭共和國阿斯隆技術(shù)學(xué)院以及葡萄牙3D打印機提供商BEEVERYCREATIVE?！巴ㄟ^(guò)這項活動(dòng)，我們克服了3D打印的主要限制之一-體積-同時(shí)使用了能夠處理高性能熱塑性塑料的緊湊型3D打印機?！?ESA的材料專(zhuān)家Ugo Lafont解釋說(shuō)。 “這是一項偉大的成就，它將擴展這種按需制造過(guò)程的應用領(lǐng)域?！?/span>

國際空間站。圖片來(lái)自NASA。

什么是IMPERIAL項目？

在ESA的初步MELT項目獲得成功之后，該項目在微重力條件下測試了工業(yè)(yè)FFF 3D打印的可行性，隨后推出了IMPERIAL項目。 Project IMPERIAL計劃進(jìn)一步采取行動(dòng)，并開(kāi)發(fā)(fā)一個(gè)完整的太空制造系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以克服當今3D打印機的尺寸限制。因此，該系統(tǒng)最終將用于按需制造和在國際空間站上進(jìn)行維護，從而為未來(lái)的長(cháng)期太空飛行提供了自給自足的空間。

ESA的高級制造工程師Advenit Makaya指出：“在人類(lèi)探索的環(huán)(huán)境下（例如此處，然后在航天器的結構零件上）開(kāi)發(fā)(fā)大型零件的地球外制造解決方案，對于增強可持續(xù)性和可靠性至關(guān)重要。未來(lái)太空飛行任務(wù)的強大能力?！?/span>

在進(jìn)行IMPERIAL項目之前，ESA聯(lián)(lián)合體在MELT項目下開(kāi)發(fā)(fā)了具有微重力功能的3D打印系統(tǒng)。

圖片來(lái)自BEEVERYCREATIVE。

太空工業(yè)(yè)級FFF 3D打印

打印機本身必須遵守許多嚴格的技術(shù)要求。這包括能夠打印諸如PEEK的高性能工程聚合物，能夠在微重力條件下打印，同時(shí)保持類(lèi)似地球的零件質(zhì)量，并且能夠在一個(gè)方向上打印無(wú)限長(cháng)的大型零件。該系統(tǒng)的功耗也受到嚴格限制，并且由于空間中缺少后處理設施，因此必須準備好直接使用功能性印刷零件以直接從構建室中使用。為了確保成功集成到ISS中，團隊還被迫在設計3D打印機時(shí)要考慮到原材料的可用性。零件生產(chǎn)后殘留的任何廢料至少應減至最少，并在可能的情況下完全可重復使用。

OHB項目經(jīng)理Antonella Sgambati補充說(shuō)：“事實(shí)證明，采用高性能聚合物的FFF不受重力降低環(huán)(huán)境的影響，為新的挑戰(zhàn)鋪平了道路，例如可以在一個(gè)方向上印刷無(wú)限長(cháng)的長(cháng)度或利用批量生產(chǎn)生產(chǎn)。在該項目的框架中，新的技術(shù)差距已經(jīng)得到確認，并在BEEVERYCREATIVE的原型開(kāi)發(fā)(fā)和測試中得以彌補，從而取得了這一獨特的成就，使地球之外的制造工藝又邁進(jìn)了一步?！?/span>

新的Project IMPERIAL 3D打印機用于生產(chǎn)1.5m長(cháng)的鋼筋。通過(guò)ESA拍攝。

隨著(zhù)行星際空間飛行的前景越來(lái)越接近現(xiàn)實(shí)，空間增材制造已成為航空航天領(lǐng)域的熱門(mén)話(huà)題。今年早些時(shí)候，工程公司COSM Advanced Manufacturing Systems開(kāi)始著(zhù)手為NASA進(jìn)行金屬EBM 3D打印機的最終開(kāi)發(fā)(fā)和建造。該系統(tǒng)旨在滿(mǎn)足NASA在太空中進(jìn)行自動(dòng)化制造和部件維修的需求，從Artemis計劃開(kāi)始，該系統(tǒng)將用于整個(gè)太空，月球和火星飛行任務(wù)。

在其他地方，不倫瑞克工業(yè)(yè)大學(xué)和漢諾威激光中心（LZH）的研究人員最近首次在零重力下3D打印月球重石。在實(shí)驗性的“ MOONRISE”項目中，該團隊在其“ MIRA3D”月球車(chē)上安裝了定制激光器，并將月塵融化成球形，為在月球上制造經(jīng)濟結構鋪平了道路。

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