太空中第一臺金屬3D打印機(jī)前往國際空間站!

2024年2月1日，南極熊獲悉，法國 OEM AddUp與空中客車公司合作，向歐洲航天局 (ESA)交付了第一臺太空金屬 3D 打印機(jī)。這臺打印機(jī)是在 NASA NG-20 任務(wù)中發(fā)射的，搭乘 SpaceX Falcon 9 火箭前往國際空間站 (ISS)。打印機(jī)專為微重力環(huán)境而開發(fā)，將在Huginn 任務(wù)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。



該打印機(jī)自 2016 年起由 AddUp 和空中客車公司在克蘭菲爾德大學(xué)和航空航天承包商Highftech Engineering的協(xié)助下開發(fā)，是一種線控能量沉積 (DED) 系統(tǒng)，包含一個用于存儲電線的盒，同時最大限度地減少熱量和顆粒排放并進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)動。該打印機(jī)標(biāo)志著太空應(yīng)用金屬 3D 打印的重大進(jìn)步。



此前對太空金屬3D打印的探索主要集中在用于備件修復(fù)的電子束熔化等技術(shù)。這款新型打印機(jī)代表著技術(shù)向前邁出的重要一步，特別是在太空任務(wù)變得更長、成本更高、更關(guān)鍵的情況下，不僅能夠更換損壞的零件，還能為不可預(yù)見的緊急情況或設(shè)備升級等創(chuàng)建臨時組件。太空 3D 打印的引入為更多定制和有效解決方案開辟了可能性。

如果人類想要殖民其他行星、在太空采礦、在軌道上產(chǎn)生能源以及管理數(shù)千顆衛(wèi)星，3D 打印將成為必不可少的工具。它在減少任務(wù)所需貨物、再利用潛在廢物、回收機(jī)載金屬以及按需制造必需品方面有很大的優(yōu)勢?，F(xiàn)場按時生產(chǎn)零件能夠顯著提高任務(wù)效率，比啟動新的供應(yīng)任務(wù)更快，對于挽救生命和延長任務(wù)持續(xù)時間至關(guān)重要。


△用于國際空間站的金屬 3D 打印機(jī)

AddUp 技術(shù)總監(jiān) Sébastien Devroe 表示：“金屬 3D 打印機(jī)的開發(fā)依賴于 AddUp 工程師和研究人員獨(dú)特的多學(xué)科專業(yè)知識。我們的員工擁有各種增材制造工藝、機(jī)器設(shè)計(jì)、編程和操作優(yōu)化的專業(yè)知識。我們的團(tuán)隊(duì)支持了第一臺太空金屬 3D 打印機(jī)的開發(fā)，該打印機(jī)很快將進(jìn)入軌道。金屬 3D 打印機(jī)經(jīng)過設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以滿足國際空間站的條件和環(huán)境。該項(xiàng)目選擇 AddUp 是基于其悠久的歷史以及植根于探索和創(chuàng)新的合作伙伴關(guān)系?！?br />


空中客車航天系統(tǒng)公司工程主管：“相信，憑借 AddUp 團(tuán)隊(duì)的知識和經(jīng)驗(yàn)，再加上空客的技術(shù)專長，我們將成功提供高質(zhì)量、高效的金屬 3D 打印機(jī)，以支持太空探索?！?br />
即將進(jìn)行的測試涉及將太空中制造的 3D 打印零件與地球上制造的零件進(jìn)行比較，在微重力環(huán)境下有可能增強(qiáng)3D打印零件層粘附力的潛力，這一發(fā)展可能標(biāo)志著該領(lǐng)域的重大進(jìn)步，讓我們拭目以待！

除了金屬增材制造 (AM) 之外，進(jìn)一步開發(fā)再生材料聚合物 3D 打印以及生物打印的進(jìn)步也是必要的。增材制造作為太空探索的重要工具，不僅證明了其在關(guān)鍵應(yīng)用中的可信度，而且也使該行業(yè)能夠利用不斷擴(kuò)大的太空市場。

此外，該合資企業(yè)為 DED 和線激光沉積工藝提供了獨(dú)特的機(jī)會。與粉末床熔融相比，這些技術(shù)通常被認(rèn)為不夠精致，但它們必將獲得更高的聲望、研究資金和關(guān)注。 DED 和其他基于電線的技術(shù)以其安全性和使用不同質(zhì)量和特性的回收材料的多功能性而著稱。此外，激光 DED 系統(tǒng)作為切割和打標(biāo)工具的適應(yīng)性也是一個額外的優(yōu)勢。 DED 通過在磨損零件上添加新層來實(shí)現(xiàn)零件再生的能力也是有益的。

太空背景下加強(qiáng)的審查和測試可以吸引來自各個國家的太空、航空航天和國防部門的新客戶，鼓勵他們以新的眼光看待 DED 技術(shù)。