Evropska svemirska agencija razvija visokotemperaturni FFF 3D štampač za Međunarodnu svemirsku stanicu

Dana 23. marta, konzorcij u okviru Evropske svemirske agencije (ESA) dizajnirao je i proizveo rani FFF 3D štampač za Međunarodnu svemirsku stanicu (ISS). Prototipni sistem je razvijen kao dio projekta IMPERIAL, koji koristi komponente transportne trake za (teoretski) 3D ispis dijelova neograničene dužine. Na seminaru ESA Advanced Manufacturing početkom marta demonstrirana je funkcija neimenovanog 3D štampača. Proizvod može biti kompatibilan sa svim visokotemperaturnim inženjerskim filamentima. Učesnici su bili svjedoci procesa izrade čeličnih šipki dužine 1,5 m na licu mjesta.

Konzorcij projekta uključuje njemačke avio kompanije OHB i Azimut Space, Tehnološki institut Aslon u Republici Irskoj i portugalskog dobavljača 3D štampača BEEVERYCREATIVE. "Kroz ovu aktivnost prevazišli smo jedno od glavnih ograničenja 3D štampanja - volumen - i koristili kompaktni 3D štampač koji je sposoban da rukuje termoplastikom visokih performansi." Ugo Lafont, stručnjak za materijale u ESA-i, objasnio je. "Ovo je veliko postignuće i proširit će polje primjene ovog proizvodnog procesa na zahtjev."

Međunarodna svemirska stanica

Međunarodna svemirska stanica. Slika je iz NASA-e.

Šta je projekat IMPERIAL?

Nakon što je ESA-in početni MELT projekat bio uspješan, projekt je testirao izvodljivost industrijskog FFF 3D štampanja u uslovima mikrogravitacije, a zatim je pokrenuo projekat IMPERIAL. Projekat IMPERIAL planira da preduzme dalju akciju i razvije kompletan sistem proizvodnje prostora koji može da prevaziđe ograničenja veličine današnjih 3D štampača. Stoga će se sistem na kraju koristiti za proizvodnju i održavanje na zahtjev na Međunarodnoj svemirskoj stanici, čime će se osigurati samodovoljan prostor za buduće dugoročne svemirske letove.

Adventit Makaya, viši proizvodni inženjer u ESA-i, istakao je: "Razvoj vanzemaljskog proizvodnog rješenja za velike dijelove u okruženju ljudskog istraživanja (na primjer, ovdje, a zatim i na strukturnim dijelovima svemirskih letjelica) ključan je za poboljšanje održivosti i pouzdanost. To je moćna sposobnost za buduće svemirske letove."

Prije projekta IMPERIAL, konzorcij ESA je u okviru MELT projekta razvio sistem 3D printanja s funkcijom mikrogravitacije. Slika je iz BEEVERYCREATIVE.

Svemirska industrijska FFF 3D štampa

Sam štampač mora ispunjavati mnoge stroge tehničke zahtjeve. Ovo uključuje mogućnost štampanja inženjerskih polimera visokih performansi kao što je PEEK, mogućnost štampanja u uslovima mikrogravitacije, uz održavanje kvaliteta delova sličnih zemlji, i mogućnost štampanja beskonačnih velikih delova u jednom pravcu. Potrošnja energije sistema je takođe strogo ograničena, a zbog nedostatka objekata za naknadnu obradu u prostoru mora biti spreman za upotrebu funkcionalnih štampanih delova direktno iz građevinske prostorije. Kako bi osigurao uspješnu integraciju u ISS, tim je također bio primoran da razmotri dostupnost sirovina prilikom dizajniranja 3D štampača. Svi ostaci preostali nakon proizvodnje dijelova moraju se minimalizirati i mogu se u potpunosti ponovo koristiti kada je to moguće.

Antonella Sgambati, voditeljica projekta OHB, dodala je: "Činjenice su pokazale da FFF koji koristi polimer visokih performansi nije pod utjecajem okruženja za smanjenje gravitacije, što otvara put novim izazovima, kao što je štampanje neograničene dužine u jednom smjeru ili korištenje serijske proizvodnje. U U okviru ovog projekta, nove tehnološke praznine su identifikovane i otklonjene u razvoju prototipa i testiranju BEEVERYCREATIVE, čime je postignuto ovo jedinstveno dostignuće, čineći proizvodne procese izvan zemlje još jednim korakom naprijed."

Novi Project IMPERIAL 3D štampač se koristi za proizvodnju čeličnih šipki dužine 1,5 m

Novi Project IMPERIAL 3D štampač se koristi za proizvodnju čeličnih šipki dužine 1,5 m. Fotografirala ESA.

Sa perspektivom da se međuplanetarni svemirski let približi stvarnosti, proizvodnja svemirskih aditiva postala je vruća tema u avio-svemirskom polju. Ranije ove godine, COSM Advanced Manufacturing Systems, inženjerska kompanija, započela je konačni razvoj i konstrukciju metalnih EBM 3D štampača za NASA-u. Sistem je dizajniran da ispuni NASA-ine zahtjeve za automatiziranu proizvodnju i održavanje komponenti u svemiru. Počevši od programa Artemis, sistem će se koristiti za čitave svemirske, lunarne i Marsove misije.

Na drugom mjestu, istraživači sa Tehnološkog univerziteta Brunswick i Laser centra u Hanoveru (LZH) nedavno su prvi put štampali lunarne teške stijene u 3D pod nultom gravitacijom. U eksperimentalnom projektu "MOONRISE", tim je instalirao prilagođeni laser na svoj lunarni rover "MIRA3D" i otopio mjesečevu prašinu u sferu, utirući put za proizvodnju ekonomskih struktura na Mjesecu.