На орбіті незабаром вперше буде здійснено 3D-друк металом. Новаторський 3D-принтер для металевого друку європейського виробництва прямує на Міжнародну космічну станцію в рамках місії із постачання Cygnus NG-20, яка стартувала вчора.
«Цей новий 3D-принтер, що друкує металеві деталі, є першим у світі, в період зростання інтересу до космічного виробництва», — пояснює технічний директор ЕКА Роб Постема. «3D-принтери на основі полімерів вже було запущено та використовувалися на борту МКС. У них використовується пластиковий матеріал, який нагрівається в головці принтера, а потім наноситься для створення бажаного об'єкта шар за шаром.
«3D-друк металом є складнішим технічним завданням, пов'язаним з набагато вищими температурами і плавленням металу за допомогою лазера. При цьому має бути забезпечена безпека екіпажу та самої станції, а можливості технічного обслуговування також дуже обмежені. Однак у разі успіху міцність, провідність та жорсткість металу піднімуть потенціал космічного 3D-друку на нову висоту».
3D-друк у космосі
Для перевірки продуктивності металевого 3D-принтера було обрано чотири форми. Ці перші об'єкти будуть порівнюватися з тими самими формами, надрукованими на Землі еталонними відбитками, щоб побачити, як космічне середовище впливає на процес друку. Усі чотири відбитки розміром менші за банки з-під газованої води, важать менше 250 г кожен, а на друк йде від двох до чотирьох тижнів. Запланований час друку обмежений чотирма годинами на день через вимоги до шуму на Космічній станції: вентилятори та двигун принтера відносно шумні.
Після того, як необхідну форму буде надруковано, її дістануть з принтера і запакують для доставки назад на Землю для обробки та аналізу, щоб зрозуміти відмінності в якості та продуктивності друку в космосі в порівнянні з Землею.
Один еталон і відбиток, що є частиною спеціального інструменту, буде відправлено до Європейського центру астронавтів (EAC) у Кельні, Німеччина. Ще два вирушать до технічного центру ЕКА та Європейського центру космічних досліджень та технологій (ESTEC), де команда Лабораторії матеріалів та електричних компонентів очікує зразки для макро- та мікроаналізу надрукованих деталей. Остаточний відбиток буде відправлено до Технічного університету Данії (DTU), який запропонував його форму та досліджуватиме його теплові властивості.
Підготовка до майбутнього
«Як демонстраційний проект нашої технології наша мета — довести потенціал 3D-друку металом у космосі», — додає Постема. «Ми вже багато чого навчилися, наближаючись до цього моменту, і сподіваємося дізнатися набагато більше на шляху до того, щоб зробити виробництво та збирання в космосі практичною пропозицією».
Однією з цілей майбутнього розвитку ЄКА є створення замкнутої космічної економіки та переробка матеріалів на орбіті, щоб забезпечити ефективніше використання ресурсів. Одним із способів було б перепрофілювання фрагментів старих супутників у нові інструменти чи структури. 3D-принтер усуне необхідність відправляти інструмент разом із ракетою та дозволить астронавтам друкувати необхідні деталі на орбіті.
«3D-друк металом у космосі — це перспективна можливість для підтримки майбутніх досліджень, а також для сприяння більш стійкій космічній діяльності за допомогою виробництва, ремонту і, можливо, переробки космічних конструкцій на місці для широкого спектру застосувань. Це включає виробництво і складання великої інфраструктури на орбіті, а також планетарні довгострокові поселення людей. Ці аспекти є ключовими у майбутніх комплексних технологічних ініціативах ЕКА», — каже Томмазо Гідіні, керівник механічного відділу ЄКА.
