慕尼黑應用科技大學(xué)的工程專(zhuān)業(yè)(yè)學(xué)生開(kāi)發(fā)(fā)了一種新穎的3D打印機，該打印機能夠制造低地球軌道（LEO）中的衛(wèi)星。該團隊基于擠壓技術(shù)的系統(tǒng)是“ AMIS-FYT”項目的一部分，旨在在零重力條件下構造太陽(yáng)能電池板或天線(xiàn)。新機器潛在地減少了將重型機械發(fā)(fā)射到太空的需求，在節(jié)省資源的同時(shí)允許攜帶更多的燃料，從而延長(cháng)了未來(lái)的任務(wù)。

AIMIS-FYT團隊新聞官TorbenSch?fer解釋說(shuō)：“對于衛(wèi)星來(lái)說(shuō)，燃料通常是限制因素，目前通常持續(xù)15年左右。我們的3D打印過(guò)程可以使用UV固化粘合劑或灌封膠直接在空間中打印三維結構?！?/span>

軌道3D打印的好處

通常，航天器是在地球上進(jìn)行開(kāi)發(fā)(fā)，測試和組裝的，然后通過(guò)運載火箭發(fā)(fā)射到太空并到達其任務(wù)地點(diǎn)。即使是人造衛(wèi)星零件，例如3D打印波導或具有清晰太空應用的增材制造的熱交換器，也可以在這里建造，然后由商業(yè)(yè)運輸公司將它們送入軌道。

雖然在Terra Firma上構建設備可能比在LEO上方便，但它需要完善每個(gè)組件，以便它們能夠抵抗初始啟動(dòng)的壓力。但是，這些體積較大的零件在其發(fā)(fā)射航天飛機上占據(jù)了寶貴的空間，從而減少了可攜帶的燃料量并增加了任務(wù)成本。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，慕尼黑大學(xué)的學(xué)生們開(kāi)發(fā)(fā)了一種新穎的3D打印機，該打印機可以在軌道上生產(chǎn)(chǎn)航空航天部件，而無(wú)需完全運輸它們。零重力制造還具有其他潛在的好處，因為增材制造的零件不需要滿(mǎn)足發(fā)(fā)射耐久性的要求，這意味著(zhù)可以對其進(jìn)行定制以更好地滿(mǎn)足其任務(wù)的需求。

AIMIS團隊（如圖）旨在在未來(lái)的太空任務(wù)中部署其新的3D打印機。通過(guò)AIMIS- FYT拍攝。

以零重力條件下制造天線(xiàn)

與許多傳統(tǒng)的3D打印機一樣，該團隊的系統(tǒng)配備了光敏聚合物擠出機，但是該新系統(tǒng)沒(méi)有采用逐層方法創(chuàng )(chuàng)建零件，而是僅使用其打印頭的移動(dòng)來(lái)構建零件。通過(guò)直接擠壓到太空中，該機器能夠生產(chǎn)(chǎn)復雜的物體，而無(wú)需支撐結構，甚至不需要固定的錨固點(diǎn)（例如壓板）。

為了展示其打印機的功能，工程師在零重力條件下3D打印了各種形狀不同的桿。在測試過(guò)程中，該團隊部署了專(zhuān)門(mén)的IDS高分辨率相機，盡管在模擬LEO的照明條件很困難的情況下，它們仍可以密切監(jiān)視噴嘴的進(jìn)度?！坝捎趻佄锞€(xiàn)飛行只有20秒的零重力，因此我們只保存最重要的信息，”Sch?fer解釋說(shuō)。 “借助IDS，我們能夠將攝像頭無(wú)縫集成到我們的監(jiān)控系統(tǒng)中。實(shí)時(shí)供稿使我們更容易設置和快速分析打印頭?！?/span>

經(jīng)(jīng)過(guò)成功的測試，該團隊認為他們的系統(tǒng)既可以用作制造優(yōu)(yōu)化的天線(xiàn)鏡的方法，也可以用作太陽(yáng)能發(fā)(fā)電機的安裝結構。工程師尤其針對衛(wèi)星制造商和分銷(xiāo)商，他們通過(guò)LEO中的3D打印部件來(lái)降低發(fā)(fā)射和生產(chǎn)(chǎn)成本。

點(diǎn)評：展望未來(lái)，這些學(xué)生現(xiàn)在打算通過(guò)歐洲航天局（ESA）失重測試繼續(xù)優(yōu)(yōu)化其機器，以期將其部署到太空中并展示其在未來(lái)任務(wù)中最終使用的潛力。

近年來(lái)，LEO中3D打印的潛在效率優(yōu)(yōu)勢使NASA將該技術(shù)部署到各種不同的航天應用中。

美國國家航空航天局（NASA）的馬歇爾太空飛行中心（MSFC）已與KULR技術(shù)集團簽約，以3D打印備用電池組，以備將來(lái)執(zhí)行太空任務(wù)時(shí)使用。該公司正在使用其被動(dòng)抗傳播（PPR）和內部短路（ISC）流程來(lái)構建滿(mǎn)足NASA最高熱安全標準的系統(tǒng)。

同樣，NASA在國際空間站（ISS）上安裝了美國航天公司Tethers Unlimited Inc（TUI）的Refabricator 3D打印機和回收系統(tǒng)。該機器旨在使宇航員在勘探任務(wù)中按需制造可持續(xù)的備件。

“太空制造”還與國際空間站上的NASA合作，并宣布了計劃在2020年9月將其陶瓷制造模塊（CMM）發(fā)(fā)射到軌道基地。SLA3D打印機將成為在LEO上運行的同類(lèi)產(chǎn)(chǎn)品中的第一款，并將用于開(kāi)發(fā)(fā)該技術(shù)的商業(yè)(yè)應用。

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