歐洲航天局即將在明年上半年，將一臺3D打印機(jī)送上國際空間站，進(jìn)行第一輪的軌道測試。準(zhǔn)“航天打印機(jī)”Portable On-Board Printer(POP3D)是在意大利設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，它將成為歐洲航天局航天員Samantha Cristoforetti的航空任務(wù)之一。這項(xiàng)研究將對微重力環(huán)境下實(shí)現(xiàn)3D打印的可能性有指示意義。
打印機(jī)對空間站外的工作環(huán)境有針對性設(shè)計(jì)。打印機(jī)耗電較少，占地面積只有25平方厘米。雖然POP3D使用加熱的工作方式來打印配件和工具，但由于用的是可以生物降解的安全素材，所以POP3D并不會對空間站的脆弱環(huán)境造成任何影響。
雖然空間站有充足的常用工具和能想到的所有的零件，不過有臺打印機(jī)備著還是明顯有好處的。如果有設(shè)備少了什么重要零件，這可能會嚴(yán)重影響空間站里研究工作的進(jìn)度，同時(shí)也意味著管理空間站的地面中心會承受著不小的經(jīng)濟(jì)損失——單是NASA，每年就要為空間站支付30-40億美元。
為了解決這類問題，像歐洲航天局這樣的機(jī)構(gòu)就開始研究3D打印應(yīng)用的可能性。NASA和合作伙伴Aerojet Rocketdyne公司正在研發(fā)3D打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。初步結(jié)果證明，3D打印的銅部件可以承受發(fā)射時(shí)運(yùn)載火箭內(nèi)燃機(jī)所受的推力及壓力。
“對發(fā)動(dòng)機(jī)部件縮小樣品的燃燒測試取得了成功，這為下一步的制造提供了信心，也為將來制造等比例部件鋪平了道路，”NASA首席工程師Tyler Hickman說道。這類3D打印的發(fā)動(dòng)機(jī)部件可以明顯降低成本，縮短運(yùn)載火箭制造的制造周期。
空客宇航防務(wù)集團(tuán)的材料與處理科技首席工程師Steffen Beyer說，“降低復(fù)雜結(jié)構(gòu)的成本和顯著縮短研發(fā)周期是非常有希望的。拿火箭引擎的復(fù)雜的噴嘴來說，我們可以把必須的零部件的數(shù)量從約250個(gè)降到了1-2個(gè)，這是在設(shè)計(jì)及制造商的重大革新。”
這只是在太空探索領(lǐng)域使用3D打印技術(shù)的可能性中的其中一例，而3D打印的未來概念則非常廣泛，從減輕衛(wèi)星重量，到3D打印一個(gè)月球基地，可以保護(hù)基地內(nèi)居民不受月球的惡劣環(huán)境影響。
據(jù)估計(jì)，POP3D打印機(jī)半小時(shí)就能打印出一個(gè)塑料配件。一旦實(shí)驗(yàn)完成，在空間站打印出來的東西將會被送回地球進(jìn)行詳細(xì)分析，同時(shí)與在地球上以相同程序3D打印出來的物品進(jìn)行比較。這將方便科學(xué)家研究在微重力環(huán)境下，3D打印進(jìn)程會受到怎樣的影響。
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