Europska svemirska agencija razvija visokotemperaturni FFF 3D pisač za Međunarodnu svemirsku postaju

Dana 23. ožujka, konzorcij pod Europskom svemirskom agencijom (ESA) dizajnirao je i proizveo rani FFF 3D printer za Međunarodnu svemirsku postaju (ISS). Prototip sustava razvijen je u sklopu projekta IMPERIAL, koji koristi komponente pokretne trake za (teoretski) 3D ispis dijelova u neograničenoj duljini. Na seminaru ESA Advanced Manufacturing početkom ožujka demonstrirana je funkcija neimenovanog 3D pisača. Proizvod može biti kompatibilan sa svim visokotemperaturnim inženjerskim filamentima. Sudionici su svjedočili procesu izrade čeličnih šipki dužine 1,5 m na licu mjesta.

Konzorcij projekta uključuje njemačke zrakoplovne tvrtke OHB i Azimut Space, Institut za tehnologiju Aslon iz Republike Irske i portugalski pružatelj usluga 3D printera BEEVERYCREATIVE. "Kroz ovu aktivnost prevladali smo jedno od glavnih ograničenja 3D ispisa - volumen - i upotrijebili kompaktni 3D printer sposoban za rukovanje termoplastikom visokih performansi." Ugo Lafont, stručnjak za materijale u ESA-i, objasnio je. "Ovo je veliko postignuće i proširit će polje primjene ovog procesa proizvodnje na zahtjev."

Međunarodna svemirska postaja

Međunarodna svemirska postaja. Slika je iz NASA-e.

Što je projekt IMPERIAL?

Nakon što je ESA-in inicijalni MELT projekt bio uspješan, projekt je testirao izvedivost industrijskog FFF 3D ispisa u uvjetima mikrogravitacije, a potom je pokrenut projekt IMPERIAL. Projekt IMPERIAL planira poduzeti daljnje korake i razviti potpuni sustav svemirske proizvodnje koji može prevladati ograničenja veličine današnjih 3D pisača. Stoga će se sustav na kraju koristiti za proizvodnju i održavanje na zahtjev na Međunarodnoj svemirskoj postaji, čime će se osigurati samodostatan prostor za buduće dugoročne svemirske letove.

Adventit Makaya, viši inženjer proizvodnje u ESA-i, istaknuo je: "Razvoj vanzemaljskog proizvodnog rješenja za velike dijelove u okruženju ljudskog istraživanja (na primjer, ovdje, a zatim na strukturnim dijelovima svemirskih letjelica) ključan je za povećanje održivosti i pouzdanost. To je snažna sposobnost za buduće misije svemirskih letova."

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

Svemirski industrijski FFF 3D ispis

Sam pisač mora ispunjavati mnoge stroge tehničke zahtjeve. To uključuje mogućnost ispisa inženjerskih polimera visokih performansi kao što je PEEK, mogućnost ispisa u uvjetima mikrogravitacije, uz zadržavanje kvalitete dijelova sličnu zemlji, i mogućnost ispisa beskonačno velikih dijelova u jednom smjeru. Potrošnja energije sustava je također strogo ograničena, a zbog nedostatka post-procesnih postrojenja u prostoru, mora biti spreman za korištenje funkcionalnih tiskanih dijelova izravno iz građevinske prostorije. Kako bi se osigurala uspješna integracija u ISS, tim je također bio prisiljen uzeti u obzir dostupnost sirovina prilikom dizajniranja 3D pisača. Sav otpad koji ostane nakon proizvodnje dijelova mora se svesti na najmanju moguću mjeru i može se u potpunosti ponovno upotrijebiti kada je to moguće.

Antonella Sgambati, voditeljica projekta OHB, dodala je: "Činjenice su dokazale da FFF koji koristi polimer visokih performansi nije pod utjecajem okoline smanjenja gravitacije, što otvara put novim izazovima, kao što je ispis neograničene duljine u jednom smjeru ili korištenje serijske proizvodnje. U u okviru ovog projekta identificirane su i ispravljene nove tehnološke praznine u razvoju prototipa i testiranju BEEVERYCREATIVE-a, čime je postignuto ovo jedinstveno postignuće, čineći proizvodne procese izvan Zemlje još jednim korakom naprijed."

Novi 3D printer Project IMPERIAL koristi se za proizvodnju čeličnih šipki duljine 1,5 m

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

S izgledima da se međuplanetarni svemirski let približi stvarnosti, svemirska proizvodnja aditiva postala je vruća tema u području zrakoplovstva. Ranije ove godine, COSM Advanced Manufacturing Systems, inženjerska tvrtka, započela je konačni razvoj i konstrukciju metalnih EBM 3D pisača za NASA-u. Sustav je dizajniran da ispuni NASA-ine zahtjeve za automatiziranom proizvodnjom i održavanjem komponenti u svemiru. Počevši od programa Artemis, sustav će se koristiti za svemirske, lunarne i misije na Mars.

S druge strane, istraživači na Sveučilištu tehnologije Brunswick i Laserskom centru u Hannoveru (LZH) nedavno su po prvi put ispisali lunarno teško kamenje u 3D pod nultom gravitacijom. U eksperimentalnom projektu "MOONRISE", tim je instalirao prilagođeni laser na svoj "MIRA3D" lunarni rover i otopio lunarnu prašinu u sferu, utirući put za proizvodnju gospodarskih struktura na Mjesecu.