POP3D wordt Europa's eerste 3D-printer in de ruimte

Anonim

POP3D wordt Europa's eerste 3D-printer in de ruimte

3d printen

Anthony Wood

18 november 2014

4 afbeeldingen

Kunstenaarsconcept van de POP3D-printer van ESA (Afbeelding: Altran)

ESA is van plan een 3D-printer te verzenden naar het International Space Station (ISS) voor een eerste ronde orbitatietesten in de eerste helft van volgend jaar. De draagbare boordprinter (POP3D) is ontworpen en geproduceerd in Italië en zal een van de speerpunten zijn van ESA-astronaut Samantha Cristoforetti's Futura-missie. De resultaten van de studie zullen ons helpen om ons te informeren over de mogelijke toepassingen van 3D-printen in microzwaartekracht.

De printer is speciaal gebouwd om te voldoen aan de beperkingen van het leven aan boord van het ISS. Het vereist slechts een kleine hoeveelheid stroom en heel weinig ruimte, met de kleine kubus van slechts 25 cm (9, 5 m²). Hoewel POP3D een op hitte gebaseerd proces gebruikt om componenten en gereedschappen af ​​te drukken, heeft het gebruik ervan geen invloed op de fragiele omgeving van het station, met alleen veilige, biologisch afbreekbare kunststoffen in het drukproces.

Hoewel het ISS over een overvloed aan reserveonderdelen beschikt voor vrijwel elk denkbaar gereedschap en onderdeel, is het een voor de hand liggend voordeel van het apparaat om een ​​3D-printer aan boord van het station te hebben om beschadigde apparaten te vervangen. Het verlies van een vitaal onderdeel van de apparatuur zou de voortgang van het onderzoek op het ISS aanzienlijk kunnen schaden, en dit vertegenwoordigt op zijn beurt een aanzienlijk financieel verlies voor de ruimteagentschappen die het station beheren, waarbij US $ 3-4 miljard jaarlijks alleen door de NASA wordt uitgegeven .

Daartoe omhelzen agentschappen zoals de ESA de potentiële voordelen van 3D-afdrukken op verschillende gebieden. NASA en zijn partner Aerojet Rocketdyne zijn bezig met het testen van 3D-geprinte raketonderdelen met hitte, waarbij de eerste resultaten aantonen dat 3D-geprinte koperen onderdelen bestand zijn tegen de straffe temperaturen en drukken die de verbrandingsmotoren van een lanceervoertuig tijdens het opstijgen ondervinden.

Een 3D-geprint implementatiemechanisme voor satellietgebaseerde zonnepanelen (Foto: ESA-A. Le Floc 'h)

"De succesvolle hot fire test van motorcomponenten op subschaal biedt vertrouwen in het additive manufacturing-proces en baant de weg voor grootschalige ontwikkeling, " zegt NASA-hoofdingenieur Tyler Hickman. 3D-geprinte motorelementen zoals deze kunnen de kosten en doorlooptijden van de af te voeren voertuigfabricage aanzienlijk verlagen.

"Het is veelbelovend voor het verlagen van de kosten, met name voor complexe constructies en het aanzienlijk verkorten van de doorlooptijd", zegt Steffen Beyer, hoofd materialen en procestechnologie bij Airbus Defense and Space. "In het geval van een complexe injector van een raketmotor, zijn we in staat om het totale aantal benodigde onderdelen omlaag te brengen van ongeveer 250 tot een of twee, dat is een revolutie in ontwerp en productie. "

Dit is slechts een voorbeeld van de mogelijke toepassingen van 3D-afdrukken in de ruimte-exploratiesfeer, met verdere concepten gaande van het verminderen van het satellietgewicht tot 3D-afdrukken van een maansokkel die de inzittenden bescherming zou bieden tegen de gevaarlijke omstandigheden die heersen buiten de beschermende atmosfeer van de aarde. .

Geschat wordt dat de POP3D-printer in ongeveer een half uur een plastic component kan afdrukken. Nadat het experiment is voltooid, worden de aan boord van het ISS afgedrukte objecten naar de aarde teruggestuurd voor een gedetailleerde analyse en vergeleken met objecten die met identieke processen hier op aarde zijn afgedrukt. Hierdoor kunnen wetenschappers bepalen welke effecten, indien aanwezig, microzwaartekracht heeft op het 3D-afdrukproces.

Bron: ESA

Kunstenaarsconcept van de POP3D-printer van ESA (Afbeelding: Altran)

Een 3D-geprinte satellietsteun uit één stuk (Foto: ESA-A. Le Floc 'h)

Een 3D-geprint implementatiemechanisme voor satellietgebaseerde zonnepanelen (Foto: ESA-A. Le Floc 'h)

Een 3D-geprinte antenne-ondersteuning (Foto: ESA)