Az Európai Űrügynökség magas hőmérsékletű FFF 3D nyomtatót fejleszt a Nemzetközi Űrállomás számára

Március 23-án az Európai Űrügynökség (ESA) alá tartozó konzorcium egy korai FFF 3D nyomtatót tervezett és gyártott a Nemzetközi Űrállomás (ISS) számára. A prototípus rendszert az IMPERIAL projekt részeként fejlesztették ki, amely szállítószalag alkatrészeket használ (elméletileg) korlátlan hosszúságú 3D nyomtatáshoz. A március elején tartott ESA Advanced Manufacturing szemináriumon bemutatták a meg nem nevezett 3D nyomtató funkcióját. A termék kompatibilis lehet minden magas hőmérsékletű mérnöki filamenttel. A résztvevők szemtanúi voltak az 1,5 m hosszú acélrudak helyszíni készítésének folyamatának.

A projekt konzorciumában az OHB és az Azimut Space német repülőgépipari vállalatok, az Ír Köztársaságban működő Aslon Institute of Technology és a portugál BEEVERYCREATIVE 3D-nyomtató-szolgáltató található. "Ezzel a tevékenységgel leküzdöttük a 3D nyomtatás egyik fő korlátját - a mennyiséget -, és egy kompakt 3D nyomtatót használtunk, amely képes a nagy teljesítményű hőre lágyuló műanyagok kezelésére." Ugo Lafont, az ESA anyagszakértője magyarázta. "Ez nagyszerű eredmény, és kiterjeszti ennek az igény szerinti gyártási folyamatnak az alkalmazási területét."

A Nemzetközi Űrállomás

A Nemzetközi Űrállomás. A kép a NASA-tól származik.

Mi az IMPERIAL projekt?

Miután az ESA kezdeti MELT projektje sikeres volt, a projekt tesztelte az ipari FFF 3D nyomtatás megvalósíthatóságát mikrogravitációs körülmények között, majd elindította az IMPERIAL projektet. A Project IMPERIAL további lépések megtételét és egy teljes térgyártási rendszer kifejlesztését tervezi, amely képes felülkerekedni a mai 3D nyomtatók méretbeli korlátain. Ezért a rendszert végül igény szerinti gyártásra és karbantartásra használják majd a Nemzetközi Űrállomáson, így önellátó helyet biztosítva a jövőbeni hosszú távú űrrepüléshez.

Adventit Makaya, az ESA vezető gyártási mérnöke rámutatott: "A fenntarthatóság fokozása szempontjából kritikus fontosságú egy földönkívüli gyártási megoldás kifejlesztése nagy alkatrészekhez emberi kutatási környezetben (például itt, majd az űrhajók szerkezeti részein). és megbízhatóság. Erőteljes képesség a jövőbeli űrrepülési küldetésekhez."

Az IMPERIAL projekt előtt az ESA konzorcium egy mikrogravitációs funkcióval rendelkező 3D nyomtatási rendszert fejlesztett ki a MELT projekt keretében. A kép a BEEVERYCREATIVE-től származik.

Űripari FFF 3D nyomtatás

Magának a nyomtatónak számos szigorú műszaki követelménynek kell megfelelnie. Ez magában foglalja a nagy teljesítményű mérnöki polimerek, például a PEEK nyomtatását, a mikrogravitációs körülmények közötti nyomtatást, miközben megőrzi a földhöz hasonló alkatrészek minőségét, és végtelenül nagy részeket lehet nyomtatni egy irányba. A rendszer áramfelvétele is szigorúan korlátozott, és a térben található utófeldolgozási lehetőségek hiánya miatt készen kell állnia a működőképes nyomtatott alkatrészek közvetlen építési helyiségből történő felhasználására. Az ISS-be való sikeres integráció érdekében a csapat kénytelen volt figyelembe venni a nyersanyagok elérhetőségét is a 3D nyomtatók tervezésekor. Az alkatrészek gyártása után visszamaradt selejteket legalább minimálisra kell csökkenteni, és lehetőség szerint teljesen újra fel lehet használni.

Antonella Sgambati, az OHB projektmenedzsere hozzátette: "A tények bebizonyították, hogy a nagy teljesítményű polimert használó FFF-re nincs hatással a gravitációs redukciós környezet, ami megnyitja az utat olyan új kihívások előtt, mint például a korlátlan hosszúságú nyomtatás egy irányban vagy a kötegelt gyártás. Ennek a projektnek a keretében új technológiai hiányosságokat azonosítottak és pótoltak a BEEVERYCREATIVE prototípus-fejlesztése és tesztelése során, ezzel elérve ezt az egyedülálló eredményt, a gyártási folyamatokat a földön kívülre téve egy újabb lépés előre."

Az új Project IMPERIAL 3D nyomtatót 1,5 m hosszú acélrudak gyártására használják

Az új Project IMPERIAL 3D nyomtatót 1,5 m hosszú acélrudak gyártására használják. Az ESA fényképezte.

A bolygóközi űrrepülés kilátásaival egyre közelebb kerül a valósághoz, az űradalékok gyártása forró téma lett a repülőgépiparban. Az év elején a COSM Advanced Manufacturing Systems mérnöki vállalat megkezdte fém EBM 3D nyomtatók végső fejlesztését és építését a NASA számára. A rendszert úgy tervezték, hogy megfeleljen a NASA automatizált gyártási és alkatrészkarbantartási követelményeinek az űrben. Az Artemis programtól kezdve a rendszert a teljes űr-, hold- és Mars-misszióhoz használják majd.

A Brunswicki Műszaki Egyetem és a Hannoveri Lézerközpont (LZH) kutatói a közelmúltban először nyomtattak nehéz holdkőzeteket 3D-ben nulla gravitáció mellett. A kísérleti „MOONRISE” projektben a csapat egy testreszabott lézert telepített „MIRA3D” holdjárójára, és gömbbé olvasztotta a holdport, megnyitva ezzel az utat a Holdon lévő gazdasági szerkezetek gyártásához.