На орбите вскоре впервые будет осуществлена 3D-печать металлом. Новаторский 3D-принтер для печати металлом европейского производства направляется на Международную космическую станцию в рамках миссии по снабжению Cygnus NG-20, которая стартовала вчера.
«Этот новый 3D-принтер, печатающий металлические детали, является первым в мире, в период растущего интереса к космическому производству», — объясняет технический директор ЕКА Роб Постема. «3D-принтеры на основе полимеров уже были запущены и использовались на борту МКС. В них используется пластиковый материал, который нагревается в головке принтера, а затем наносится для создания желаемого объекта, слой за слоем.
«3D-печать металлом представляет собой более сложную техническую задачу, связанную с гораздо более высокими температурами и плавлением металла с помощью лазера. При этом должна быть обеспечена безопасность экипажа и самой станции, а возможности технического обслуживания также весьма ограничены. Однако в случае успеха прочность, проводимость и жесткость металла поднимут потенциал космической 3D-печати на новую высоту».
3D-печать в космосе
Для проверки производительности металлического 3D-принтера были выбраны четыре формы. Эти первые объекты будут сравниваться с теми же формами, напечатанными на Земле, называемыми эталонными отпечатками, чтобы увидеть, как космическая среда влияет на процесс печати. Все четыре отпечатка размером меньше банки из-под газировки, весят менее 250 г каждый, а на печать уходит от двух до четырех недель. Запланированное время печати ограничено четырьмя часами в день из-за требований по шуму на Космической станции: вентиляторы и двигатель принтера относительно шумные.
После того, как требуемая форма будет напечатана, ее достанут из принтера и упакуют для доставки обратно на Землю для обработки и анализа, чтобы понять различия в качестве и производительности печати в космосе по сравнению с Землей.
Один эталон и отпечаток, являющиеся частью специального инструмента, будут отправлены в Европейский центр астронавтов (EAC) в Кельне, Германия. Еще два отправятся в технический центр ЕКА и Европейский центр космических исследований и технологий (ESTEC), где команда Лаборатории материалов и электрических компонентов ожидает образцы для макро- и микроанализа напечатанных деталей. Окончательный отпечаток будет отправлен в Технический университет Дании (DTU), который предложил его форму и будет исследовать его тепловые свойства.
Подготовка к будущему
«В качестве демонстрационного проекта нашей технологии наша цель — доказать потенциал 3D-печати металлом в космосе», — добавляет Постема. «Мы уже многому научились, приближаясь к этому моменту, и надеемся узнать гораздо больше на пути к тому, чтобы сделать производство и сборку в космосе практическим предложением».
Одной из целей будущего развития ЕКА является создание замкнутой космической экономики и переработка материалов на орбите, чтобы обеспечить более эффективное использование ресурсов. Одним из способов было бы перепрофилирование фрагментов старых спутников в новые инструменты или структуры. 3D-принтер устранит необходимость отправлять инструмент вместе с ракетой и позволит астронавтам печатать необходимые детали на орбите.
«3D-печать металлом в космосе — это многообещающая возможность для поддержки будущих исследовательских работ, а также для содействия более устойчивой космической деятельности посредством производства, ремонта и, возможно, переработки космических конструкций на месте для широкого спектра применений. Это включает в себя производство и сборку крупной инфраструктуры на орбите, а также планетарные долгосрочные поселения людей. Эти аспекты являются ключевыми в предстоящих комплексных технологических инициативах ЕКА», — говорит Томмазо Гидини, руководитель механического отдела ЕКА.
