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在太空中直接3D打印金属零件,国际空间站成功完成首次打印测试

频道:3D打印案例 日期: 浏览:

2024年6月6日,欧空局成功在国际空间站上进行了首次金属3D打印。他们使用激光送丝3D打印工艺,打印了S型测试曲线,成功地完成了金属3D打印机的调试。


相对于激光粉末床3D打印机,在太空中使用金属丝材进行打印更便于控制原材料和打印过程。虽然打印测试只打印了一条小小的不锈钢S形曲线,但这是在轨制造的一次巨大飞跃,未来能够进一步扩展至打印完整的金属部件。

据南极熊了解,金属3D打印机是由空中客车公司领导的一个工业团队根据与欧空局人类和机器人探索局共同开发的,它已于今年 1 月抵达国际空间站。欧空局宇航员安德烈亚斯-莫根森(Andreas Mogensen)随后将这个重约180公斤的3D打印机安装在欧空局哥伦布舱的欧洲抽屉架Mark II上。法国的 CADMOS 用户支持中心负责从地面监督打印操作。

△德烈亚斯-莫根森(Andreas Mogensen)安装太空金属3D打印机


金属3D打印机的设计原理是将不锈钢丝送入打印区,打印区由高功率激光器加热,其功率大约是普通激光笔的一百万倍。当金属丝浸入熔池时,金属丝的末端就会熔化,这样金属就会加入到打印件中。


打印过程完全由地面监控,机载人员只需在打印开始前打开氮气和排气阀即可。为了安全起见,打印机在一个完全密封的箱体内运行,防止多余的热量或烟雾外泄。

已选定四种形状用于随后的全尺寸三维打印,这些形状随后将被送回地球,与正常重力下在地面上打印的参照物进行比较。


其中两个打印部件将在荷兰 ESTEC 的材料和电子元件实验室进行分析,以了解长期微重力是否会对金属材料的打印产生影响。另外两个将被送往欧洲宇航员中心和丹麦技术大学(DTU)。

欧空局未来发展的目标之一是创建循环型太空经济,在轨道上回收材料,以便更好地利用资源,例如将旧卫星上的碎片重新用于新的工具或结构。这种金属3D打印机的运行版本将不再需要用火箭将工具送上去,而是让宇航员在轨道上打印所需的部件。


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