国际空间站掀起3D打印风暴

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3D打印不仅在地球上努力进入主流应用,还脱离了地球进入外太空。

宇航员们正在国际空间站掀起一股3D打印风暴。如果美国航空航天局NASA的添加制造项目按计划进行,用不了多久,就能完成比在太空中制造扳手和备件更复杂更精彩的生产。

在太空中3D打印的**个物件是3D打印机本身的一个备件。这是一个挤出机外壳,印上了打印机生产商的名称“Made In Space”以及NASA标识。随后很快又为挤出机外壳打印了一块侧板。

NASA的3D打印项目经理Niki Werkheiser说,**次打印时,"制品需要有意义,能够从中获得测试数据。"

"这类事情或许对普通人来说显得枯燥无味。但却是我们**在太空中加热并挤出塑料。哪怕彻底失败了,打印出乱七八糟的一团东西(我们知道不会),如果我们没有飘在空间站里尝试过,是不会明白这一点的。空间站是**可以提供微重力的实验室平台。"

自从11月24日**成功打印以来,宇航员们开始尝试更大、更好、也更容易辨识的物件,包括一个棘轮扳手。棘轮扳手的图纸在一周时间内被设计出来,经过批准后送入太空,花了约四小时就打印出来,耗材是ABS 7006长丝。这是对NASA的按需3D打印能力的真正考验。

3D打印项目是NASA与总部位于加州的Made In Space公司签订的价值140万美元的小企业**研发计划合约,**阶段是测试宇航员在微重力环境下生产自用零件和工具的可行性。

把添加制造技术带入太空*终将能*大程度减少从地球携带零部件和工具进入太空,节省高昂的太空运载成本(每公斤10000美元),并提高空间站的自给自足能力。这阶段打印的试件、零件和工具*终将被带回地球,与地面上用同一台打印机打印的同一种物件做比较。

Werkheiser说:"我们将把所有样件带回地球,与地面对照品进行比较。我们还将通过视频做初步分析。我们发现表面积较大的零部件,不太容易取出。我们需要研究这是否真的是由微重力所致。虽然地面上也有这样的情况,但在运行轨道上发生频率更高一些。"

他指出,尽管打印机生产出来是一模一样的,但经过发射和微重力后可能有所变化。"附着力无疑是我们的问题之一。"

除了比较打印过程,太空中打印的零部件还要接受抗拉强度、扭矩和灵活性测试。测试结果将提供给Made In Space公司,帮助完善其下一代微重力3D打印机,预计将在今年初交付。

该项目接下来还有其他很多事要做。"添加制造设备"(缩写为AMF)现已投入开发,提供给空间站的下一代3D打印机将是Made In Space公司根据众多用户的体验所总结的经验而生产的商用打印机。

Werkheiser在描述太空国家实验室的情形时说:"这将成为他们自己的打印机,而NASA将成为他们的客户之一。其他实体、高校、行业、地面上的任何人,都将能获得在空间站里3D打印的体验。"

Made In Space公司把这比喻为"太空中**的生产车间”。

他说:"当然它将为宇航员所用,用于实验用途。但Made in Space公司还将推出商用版。任何想在空间站上做实验的人都能加入这一队列。"

Werkheiser说,新系统要比原来微波炉大小的3D打印机更大一些,还将具备多材料能力,*有可能从PEEK和Ultem开始着手,归功于其高强度、高**性评级和**的热属性。

她说:"Ultem已被用于生产各种舱外活动或太空漫步工具。虽然在太空中打印的质量还存在未知性,但到目前为止一切顺利。"

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