آژانس فضایی اروپا چاپگر سه بعدی FFF با دمای بالا را برای ایستگاه فضایی بین المللی توسعه می دهد

در 23 مارس، کنسرسیومی زیر نظر آژانس فضایی اروپا (ESA) یک چاپگر سه بعدی FFF اولیه را برای ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) طراحی و تولید کرد. سیستم نمونه اولیه به عنوان بخشی از پروژه IMPERIAL توسعه یافته است که از اجزای تسمه نقاله برای چاپ سه بعدی قطعات در طول نامحدود (از لحاظ نظری) استفاده می کند. در سمینار ESA Advanced Manufacturing در اوایل ماه مارس، عملکرد چاپگر سه بعدی بدون نام نشان داده شد. این محصول می تواند با تمام رشته های مهندسی با دمای بالا سازگار باشد. شرکت کنندگان شاهد روند ساخت میله های فولادی به طول 1.5 متر در محل بودند.

کنسرسیوم این پروژه شامل شرکت‌های هوافضای آلمانی OHB و Azimut Space، موسسه فناوری آسلون در جمهوری ایرلند و ارائه‌دهنده چاپگر سه بعدی پرتغالی BEEVERYCREATIVE است. از طریق این فعالیت، ما بر یکی از محدودیت‌های اصلی پرینت سه بعدی - حجم - غلبه کردیم و از یک چاپگر سه بعدی جمع و جور استفاده کردیم که قادر به کار با ترموپلاستیک‌های با کارایی بالا بود. اوگو لافونت، کارشناس مواد در ESA، توضیح داد. "این یک دستاورد بزرگ است و زمینه کاربرد این فرآیند تولید بر اساس تقاضا را گسترش خواهد داد."

ایستگاه فضایی بین المللی

ایستگاه فضایی بین المللی عکس مربوط به ناسا است.

پروژه IMPERIAL چیست؟

پس از موفقیت پروژه MELT اولیه ESA، این پروژه امکان چاپ سه بعدی FFF صنعتی را در شرایط ریزگرانش آزمایش کرد و سپس پروژه IMPERIAL را راه اندازی کرد. Project IMPERIAL قصد دارد اقدامات بیشتری را انجام دهد و یک سیستم کامل تولید فضایی ایجاد کند که بتواند بر محدودیت های اندازه چاپگرهای سه بعدی امروزی غلبه کند. بنابراین، این سیستم در نهایت برای ساخت و نگهداری بر اساس تقاضا در ایستگاه فضایی بین‌المللی مورد استفاده قرار می‌گیرد، بنابراین فضای خودکفا برای پروازهای فضایی بلندمدت آینده فراهم می‌شود.

ادونتیت ماکایا، مهندس ارشد ساخت در ESA، خاطرنشان کرد: «توسعه یک راه‌حل تولید فرازمینی برای قطعات بزرگ در محیط اکتشاف انسانی (به عنوان مثال، اینجا و سپس در بخش‌های ساختاری فضاپیماها) برای افزایش پایداری حیاتی است. و قابلیت اطمینان. این یک قابلیت قدرتمند برای ماموریت های پرواز فضایی آینده است."

قبل از پروژه IMPERIAL، کنسرسیوم ESA یک سیستم پرینت سه بعدی با عملکرد میکروگرانش را تحت پروژه MELT توسعه داد. عکس از BEEVERYCREATIVE است.

پرینت سه بعدی FFF صنعتی فضایی

خود چاپگر باید بسیاری از الزامات فنی سختگیرانه را رعایت کند. این شامل توانایی چاپ پلیمرهای مهندسی با کارایی بالا مانند PEEK، توانایی چاپ در شرایط ریزگرانشی، در عین حفظ کیفیت قطعات مشابه زمین، و امکان چاپ بی نهایت قطعات بزرگ در یک جهت است. مصرف برق سیستم نیز به شدت محدود است و به دلیل عدم وجود امکانات پس از پردازش در فضا، باید آماده استفاده از قطعات پرینت کاربردی مستقیماً از اتاق ساخت و ساز باشد. برای اطمینان از ادغام موفقیت آمیز در ISS، این تیم همچنین مجبور شد هنگام طراحی چاپگرهای سه بعدی، در دسترس بودن مواد خام را در نظر بگیرد. ضایعات باقی مانده پس از تولید قطعات باید حداقل به حداقل برسد و در صورت امکان می توان به طور کامل مجدداً از آن استفاده کرد.

Antonella Sgambati، مدیر پروژه OHB، افزود: "حقایق ثابت کرده اند که FFF با استفاده از پلیمر با کارایی بالا تحت تأثیر محیط کاهش گرانش قرار نمی گیرد، که راه را برای چالش های جدید مانند چاپ طول نامحدود در یک جهت یا استفاده از تولید دسته ای هموار می کند. در چارچوب این پروژه، شکاف های فناوری جدید در توسعه و آزمایش نمونه اولیه BEEVERYCREATIVE شناسایی و اصلاح شده است، بنابراین دستیابی به این دستاورد منحصر به فرد، باعث می شود فرآیندهای تولید خارج از زمین گامی دیگر به جلو باشد.

چاپگر سه بعدی Project IMPERIAL برای تولید میله های فولادی به طول 1.5 متر استفاده می شود

چاپگر سه بعدی Project IMPERIAL برای تولید میله های فولادی به طول 1.5 متر استفاده می شود. عکس گرفته شده توسط ESA.

با نزدیک‌تر شدن چشم‌انداز پرواز فضایی بین سیاره‌ای به واقعیت، ساخت افزودنی‌های فضایی به موضوعی داغ در زمینه هوافضا تبدیل شده است. در اوایل سال جاری، COSM Advanced Manufacturing Systems، یک شرکت مهندسی، توسعه و ساخت نهایی پرینترهای فلزی EBM 3D را برای ناسا آغاز کرد. این سیستم برای برآورده کردن الزامات ناسا برای تولید خودکار و تعمیر و نگهداری قطعات در فضا طراحی شده است. با شروع برنامه آرتمیس، این سیستم برای کل ماموریت های فضا، ماه و مریخ استفاده خواهد شد.

در جای دیگر، محققان دانشگاه فناوری برانزویک و مرکز لیزر هانوفر (LZH) اخیراً برای اولین بار سنگ های سنگین ماه را به صورت سه بعدی تحت گرانش صفر چاپ کردند. در پروژه آزمایشی "MOONRISE"، این تیم یک لیزر سفارشی را بر روی ماه‌نورد "MIRA3D" خود نصب کرد و غبار ماه را به شکل یک کره ذوب کرد و راه را برای ساخت سازه‌های اقتصادی در ماه هموار کرد.