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3D打印百科
工程师设计在零重力条件下构造太阳能电池板或
发表日期:2021-02-24 10:29 浏览次数:156
    康铭光电科技网2月25日讯,慕尼黑应用科技大学的工程专业学生开发了一种新颖的3D打印机,该打印机能够制造低地球轨道(LEO)中的卫星。该团队基于挤压技术的系统是“ AMIS-FYT”项目的一部分,旨在在零重力条件下构造太阳能电池板或天线。新机器潜在地减少了将重型机械发射到太空的需求,在节省资源的同时允许携带更多的燃料,从而延长了未来的任务。
       AIMIS-FYT团队新闻官TorbenSchäfer解释说:“对于卫星来说,燃料通常是限制因素,目前通常持续15年左右。我们的3D打印过程可以使用UV固化粘合剂或灌封胶直接在空间中打印三维结构。”
  轨道3D打印的好处
         通常,航天器是在地球上进行开发,测试和组装的,然后通过运载火箭发射到太空并到达其任务地点。即使是人造卫星零件,例如3D打印波导或具有清晰太空应用的增材制造的热交换器,也可以在这里建造,然后由商业运输公司将它们送入轨道。
        虽然在Terra Firma上构建设备可能比在LEO上方便,但它需要完善每个组件,以便它们能够抵抗初始启动的压力。但是,这些体积较大的零件在其发射航天飞机上占据了宝贵的空间,从而减少了可携带的燃料量并增加了任务成本。
         为了解决这个问题,慕尼黑大学的学生们开发了一种新颖的3D打印机,该打印机可以在轨道上生产航空航天部件,而无需完全运输它们。零重力制造还具有其他潜在的好处,因为增材制造的零件不需要满足发射耐久性的要求,这意味着可以对其进行定制以更好地满足其任务的需求。
 AIMIS团队(如图)旨在在未来的太空任务中部署其新的3D打印机

  AIMIS团队(如图)旨在在未来的太空任务中部署其新的3D打印机。通过AIMIS- FYT拍摄。
  以零重力条件下制造天线
        与许多传统的3D打印机一样,该团队的系统配备了光敏聚合物挤出机,但是该新系统没有采用逐层方法创建零件,而是仅使用其打印头的移动来构建零件。通过直接挤压到太空中,该机器能够生产复杂的物体,而无需支撑结构,甚至不需要固定的锚固点(例如压板)。
        为了展示其打印机的功能,工程师在零重力条件下3D打印了各种形状不同的杆。在测试过程中,该团队部署了专门的IDS高分辨率相机,尽管在模拟LEO的照明条件很困难的情况下,它们仍可以密切监视喷嘴的进度。“由于抛物线飞行只有20秒的零重力,因此我们只保存最重要的信息,”Schäfer解释说。 “借助IDS,我们能够将摄像头无缝集成到我们的监控系统中。实时供稿使我们更容易设置和快速分析打印头。”

       经过成功的测试,该团队认为他们的系统既可以用作制造优化的天线镜的方法,也可以用作太阳能发电机的安装结构。工程师尤其针对卫星制造商和分销商,他们通过LEO中的3D打印部件来降低发射和生产成本。

       中国3D打印网点评:展望未来,这些学生现在打算通过欧洲航天局(ESA)失重测试继续优化其机器,以期将其部署到太空中并展示其在未来任务中最终使用的潜力。

近年来,LEO中3D打印的潜在效率优势使NASA将该技术部署到各种不同的航天应用中。
       美国国家航空航天局(NASA)的马歇尔太空飞行中心(MSFC)已与KULR技术集团签约,以3D打印备用电池组,以备将来执行太空任务时使用。该公司正在使用其被动抗传播(PPR)和内部短路(ISC)流程来构建满足NASA最高热安全标准的系统。
       同样,NASA在国际空间站(ISS)上安装了美国航天公司Tethers Unlimited Inc(TUI)的Refabricator 3D打印机和回收系统。该机器旨在使宇航员在勘探任务中按需制造可持续的备件。
      “太空制造”还与国际空间站上的NASA合作,并宣布了计划在2020年9月将其陶瓷制造模块(CMM)发射到轨道基地。SLA3D打印机将成为在LEO上运行的同类产品中的第一款,并将用于开发该技术的商业应用。