Qualified3D使用MetShape 公司專(zhuān)利金屬光聚合技術(shù)，助力開(kāi)展微重力實(shí)驗(yàn)

2023年1月30日，南極熊獲悉，總部位于密歇根州的增材制造服務(wù)提供商Qualified3D和德國(guó)增材制造服務(wù)提供商MetShape將協(xié)助圣何塞Valley Christian高中國(guó)際空間站（ISS）實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生開(kāi)展國(guó)際空間站的微重力實(shí)驗(yàn)。

研究團(tuán)隊(duì)需要對(duì)毫米級(jí)的晶格結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行微重力下的毛細(xì)作用試驗(yàn)。為此，他們聯(lián)系了Qualified3D公司，以獲得使用微型立體光刻（SLA）技術(shù)制造的部件。Valley Christian學(xué)校的國(guó)際空間站項(xiàng)目經(jīng)理Emeka Okekeocha說(shuō)："我們的一些學(xué)生發(fā)現(xiàn)微型晶格設(shè)計(jì)是可以使用LMM技術(shù)打印的，于是主動(dòng)聯(lián)系了他們。"

Valley Christian學(xué)校11年級(jí)的團(tuán)隊(duì)成員David Kou說(shuō)："我們非常感謝Qualified3D公司，因?yàn)樗麄兛偸茄杆倩貞?yīng)我們的要求和問(wèn)題。即使我們提出了許多修改要求，部件仍然按時(shí)交付，這幫助我們?cè)谝?guī)劃和開(kāi)展微重力實(shí)驗(yàn)之間順利過(guò)渡。"

△由MetShape 3D打印的金屬晶格。圖片來(lái)自MetShape。

學(xué)生們是如何找到這個(gè)微重力實(shí)驗(yàn)的解決方案的？

來(lái)自圣何塞的學(xué)生團(tuán)隊(duì)所創(chuàng)建的晶格結(jié)構(gòu)由直徑為0.5毫米的支桿組成，而微型SLA技術(shù)似乎是唯一能夠生產(chǎn)具有足夠精度的部件的工藝。盡管尺寸精確，但光聚合物樹(shù)脂部件并不適合太空飛行的需要，因?yàn)樗鼈內(nèi)狈拐鹦?、耐熱性和低溫性，而金屬材料的?yōu)良特性則可以滿(mǎn)足國(guó)際空間站的實(shí)驗(yàn)需求。然而，晶格設(shè)計(jì)又不能采用標(biāo)準(zhǔn)的金屬粉末床融合和粘合劑噴射3D打印技術(shù)進(jìn)行打印。

因此，研究小組決定使用MetShape公司的基于立體光刻的金屬制造（LMM）技術(shù)，這是一種采用光聚合原理的新型3D打印技術(shù)，其中金屬粉末被分布在光敏樹(shù)脂中，隨后由DLP投影儀精密聚合。在LMM技術(shù)所兼容的眾多金屬材料中包括有鈦和不銹鋼，該技術(shù)可以創(chuàng)造出表面光滑（拋光前表面粗糙度為2-5µm）和超薄壁（125µm）的部件。Okekeocha進(jìn)一步表示：“經(jīng)過(guò)技術(shù)審查，我們接受了從丙烯酸酯樹(shù)脂到不銹鋼的改變建議。"

國(guó)際空間站研究實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生在幾周內(nèi)獲得了他們的組件，并對(duì)能夠在微重力實(shí)驗(yàn)中采用這些組件感到興奮。實(shí)驗(yàn)包預(yù)計(jì)將在2023年2月中旬交付給國(guó)際空間站，并在2023年3月開(kāi)始返回?cái)?shù)據(jù)。

此外，Metshape因其在3D打印和燒結(jié)LMM微型零件方面的技術(shù)而全球聞名。它還通過(guò)Qualified3D向美國(guó)的客戶(hù)推廣零售服務(wù)。

△MetShape的LMM技術(shù)流程鏈。圖片來(lái)自MetShape。

增材制造在微重力研究中發(fā)揮著重要作用

此前，法國(guó)工業(yè)3D打印機(jī)制造商AddUp宣布，它幫助設(shè)計(jì)的一種新型機(jī)器將被發(fā)射到國(guó)際空間站的軌道上進(jìn)行評(píng)估。AddUp為此專(zhuān)門(mén)建造了一臺(tái)用于在太空中3D打印金屬零件的機(jī)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機(jī)制，作為歐洲航天局（ESA）'Metal3D'項(xiàng)目的一部分。與傳統(tǒng)的基于粉末床的系統(tǒng)不同，該原型機(jī)據(jù)稱(chēng)可以處理附著在其框架上的金屬絲原料，防止其漂浮，并使該設(shè)備能夠在微重力條件下運(yùn)行。

△AddUp的金屬增材制造解決方案

此外，瑞典3D生物打印機(jī)制造商CELLINK宣布與微重力制造專(zhuān)家Made In Space建立戰(zhàn)略伙伴關(guān)系。該合作的目的是確定國(guó)際空間站和未來(lái)非世界平臺(tái)的3D生物打印發(fā)展機(jī)會(huì)。CELLINK公司聲稱(chēng)，這種舉措有望對(duì)地球上的藥物篩選和癌癥研究產(chǎn)生實(shí)際影響。對(duì)此CELLINK公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Erik Gatenholm也進(jìn)一步表示："CELLINK公司將堅(jiān)定我們對(duì)尖端創(chuàng)新的承諾，以廣泛的技術(shù)組合以及世界級(jí)的科學(xué)家和工程師團(tuán)隊(duì)來(lái)支持美國(guó)的太空計(jì)劃?！?/div>