Европейское космическое агентство разрабатывает высокотемпературный 3D-принтер FFF для Международной космической станции

23 марта консорциум Европейского космического агентства (ЕКА) разработал и изготовил первый 3D-принтер FFF для Международной космической станции (МКС). Прототип системы разработан в рамках проекта IMPERIAL, в котором компоненты конвейерной ленты используются для (теоретически) 3D-печати деталей неограниченной длины. На семинаре ESA Advanced Manufacturing в начале марта была продемонстрирована функция безымянного 3D-принтера. Продукт может быть совместим со всеми высокотемпературными инженерными нитями. Участники стали свидетелями процесса изготовления стальных стержней длиной 1,5 м на месте.

В консорциум проекта входят немецкие аэрокосмические компании OHB и Azimut Space, Технологический институт Аслон в Ирландии и португальский поставщик 3D-принтеров BEEVERYCREATIVE. «Благодаря этой деятельности мы преодолели одно из основных ограничений 3D-печати — объем — и использовали компактный 3D-принтер, способный работать с высокопроизводительными термопластами». Объясняет Уго Лафонт, эксперт по материалам ESA. «Это большое достижение, и оно расширит область применения этого производственного процесса по требованию».

Международная космическая станция

Международная космическая станция. Картинка от НАСА.

Что такое проект ИМПЕРИАЛ?

После того, как первоначальный проект MELT ЕКА был успешным, в рамках проекта была проверена возможность промышленной 3D-печати FFF в условиях микрогравитации, а затем был запущен проект IMPERIAL. Project IMPERIAL планирует предпринять дальнейшие действия и разработать полную систему космического производства, которая сможет преодолеть ограничения по размерам, присущие современным 3D-принтерам. Таким образом, система в конечном итоге будет использоваться для производства и обслуживания по запросу на Международной космической станции, что обеспечит самодостаточное пространство для будущих долгосрочных космических полетов.

Адвентит Макайя, старший инженер-технолог ЕКА, отметил: «Разработка внеземного производственного решения для крупных деталей в условиях исследования человека (например, здесь, а затем на структурных частях космического корабля) имеет решающее значение для повышения устойчивости. и надежность. Это мощная возможность для будущих космических полетов».

До проекта IMPERIAL консорциум ESA разработал систему 3D-печати с функцией микрогравитации в рамках проекта MELT. Картинка от BEEVERYCREATIVE.

Космическая промышленная 3D-печать FFF

Сам принтер должен соответствовать многим строгим техническим требованиям. Это включает в себя возможность печатать высокопроизводительными техническими полимерами, такими как PEEK, возможность печатать в условиях микрогравитации, сохраняя при этом качество деталей, подобных земле, и возможность печатать бесконечно большие детали в одном направлении. Энергопотребление системы также строго ограничено, а из-за отсутствия в помещении постобработки она должна быть готова к использованию функциональных печатных деталей прямо из строительного помещения. Чтобы обеспечить успешную интеграцию в ISS, команда также была вынуждена учитывать доступность сырья при разработке 3D-принтеров. Любой брак, остающийся после изготовления деталей, должен быть по крайней мере сведен к минимуму и по возможности может быть полностью использован повторно.

Антонелла Сгамбати, менеджер проекта OHB, добавила: «Факты доказывают, что FFF, использующий высокоэффективный полимер, не подвержен влиянию среды снижения гравитации, что открывает путь к новым задачам, таким как печать неограниченной длины в одном направлении или использование серийного производства. В рамках этого проекта были выявлены и устранены новые технологические пробелы в разработке прототипа и тестировании BEEVERYCREATIVE, что позволило достичь этого уникального достижения, сделав производственные процессы за пределами земли еще одним шагом вперед».

Новый 3D-принтер Project IMPERIAL используется для производства стальных стержней длиной 1,5 м.

Новый 3D-принтер Project IMPERIAL используется для производства стальных стержней длиной 1,5 м. Снято ESA.

Поскольку перспектива межпланетных космических полетов становится все более реальной, аддитивное космическое производство стало горячей темой в аэрокосмической сфере. Ранее в этом году инжиниринговая компания COSM Advanced Manufacturing Systems начала окончательную разработку и изготовление металлических 3D-принтеров EBM для НАСА. Система предназначена для удовлетворения требований НАСА к автоматизированному производству и обслуживанию компонентов в космосе. Начиная с программы Artemis, система будет использоваться во всех космических, лунных и марсианских миссиях.

В другом месте исследователи из Технологического университета Брансуика и Ганноверского лазерного центра (LZH) недавно впервые напечатали лунные тяжелые камни в 3D в условиях невесомости. В экспериментальном проекте «MOONRISE» команда установила специальный лазер на свой луноход «MIRA3D» и превратила лунную пыль в сферу, проложив путь для производства экономических построек на Луне.