3D打印在航天航空高端领域应用解析【应用篇】

人类一直在探索最新型技术,并且不断征服新的领域。帆船让我们跨越海洋,飞机把我们带到空中,计算机为我们开辟了网络空间的电子前沿。那么,济南3D打印呢?3D打印或许可以帮助人类轻松进入外太空这一终极领域。

美国国家航空和宇宙航行局(NASA)正在利用3D打印技术为其即将研发成功的太空发射系统重型火箭生产金属零件。马歇尔太空飞行中心的工程师们已经开始尝试用一台 Concept Laser3D打印机和专门的 lasercusing技术制造完全致密的金属零件,用来构成火箭第二级J-2X的发射引擎。

和传统的航天企业一样,其目的是为了比传统制造方法更快、更亷价地制造出最终组件。由于航天飞机的退役,NASA只能依赖于外国或私人承包商才能进入国际空间站(ISS)。其中一个是美国公司 Spacex,它于2012年底使用 Falcon-9(猎鹰9号)火箭发射 Dragon太空舱执行太空运输补

给任务。在未来几年, Spacex将开始提供宇航员轮渡服务。为了实现这一业务, Spacex于2014年5月推出其 Dragon2号航天器。它能够装载7人,与之前太空舱不同的是,它将以柔软触地的方式着陆,并且通过使用8个由3D打印的" Superdraco”火箭推进器实现这一目

具体而言, Super Dracof的机舱是通过DMLS技术使用超耐热絡镍铁合金制造而成。 Spacex公司的首席设计师兼首席执行官 Elon Musk在接受采访时说道3D打印可以制造稳健和高性能的发动机部件,而成本和耗时只是传统制造方法的一小部分。

Spacex正在推动増材制造在21世纪的可发展界限,最终让我们的交通工具比以往更加高效、可靠和稳定。虽然 Dragon2号尚未离开地面,但是2014年6月 Spacex公司透露,早在1月该公司的 Falcon9火箭已经成功发射,而3D打印的主氧化剂阀门则安装在其中一个 Merlin1D发动机中。因此,这次任务标志着 Spacex首次试水济南3D打印零部件,同时也表明3D打印的金属组件可以和传统工艺制造的零件一样具备所需结构的完整性。

尽管以上情况看起来非常乐观,但是仍然局限于地球火箭组件的直接数字化制造。然而,目前已经有若干举措帮助实现外空间制造。换句话说,实现在外太空3D打印的目标是很大的冒险。最为明显的是,2010年一家名为 Made in Space的公司成立,并与NASA合作致力于为外空间制造开发3D打印技术。此后,还创建出首台“"外太空机械工厂"”Zero-G材料挤出3D打印机。

2014年9月, Dragon.太空飞船已成功装载Zero-G进入国际空间站,进行为期个月的技术示范任务。很显然,轨道上的宇航员无法进入机械工厂来更换组件。因此,希望Zero-G及其行生设备能够实现在太空中制造备件、工具和应急方案,作为从地球上发射零部件的可行选择。

正如 Made in Spacel首席执行官 Aaron Kemmer?在2014年9月接受采访时所说太空中所建的一切,以前都是建在地面上的。花费在空间站的大量金钱和时间,哪怕是最简单的空间项目都是为了帮助勘探和开发。这一新功能将从根本上改变空间任务的输送和发展这不止是一个济南3D打印机,也不仅仅是太空中的一个机械工厂它对于人类来说有着重要意义。

在人类历史上,我们门将首次脱离地球来制造工具。现在,我们已经实现了这一突破,天空已经不是増材制造的极限,外空间制造时代已经开启。除了在太空飞船内生产组件,一些未来3D打印机甚至可以在月球或火星表面制造大型结构这一构想具体来说是利用某种形式的材料挤出或黏合剂喷射技术选择性固化月壤或火星尘埃来构建适宜人类居住的环境。图4.10是我会制的这一未来愿景的概念图示虽然在其他世界打印建筑的想法听起来荒诞不经,但是欧洲航天局已经通过在模拟月壤层表面喷射黏合剂的方式对由D- Shape3D打印机制造的1.5吨测试结构进行委托测试。D- Shape是意大利工程师Enrico Dini和 Monolite UK公司共同开发的一种“自动建设系统”,并且已经通过在地球的砂层上喷射黏合剂构建出许多大理石状结构。

Behrokh Khoshnevisi教授同样致力于3D打印外空间的宜居环境。正如在海域广3D之前所提到的,这位教授多年来一直在研究一种“轮廓工艺”法,通过从计算机控制的喷嘴中挤出混凝土来建造大型结构Khoshnevis:教授目前任职于NASA,他正在计划研发机器人建造者,在未来宇航员到达之前在火星上建设基础设施。与之有相等水平的先驱者是一家名为 Deep SpaceIndustries(DSI)的公司,该公司正计划利用3D打印机探索并开采行星。据DSl所说,它们使用Microgravity Foundry3D打印机并用从陨石中提取的镍来制造金属零件。DSl的共同创始人及项目开发者Stephen Covey说,他们的3D打印机的最大优势是可以“回收其自己的部件,磨碎并制作新的部件