ХХ гасырдан алып кешелек космосны өйрәнү һәм beyondир читендә нәрсә булганын аңлау белән кызыксына.Космик тикшеренүләрдә NASA һәм ESA кебек төп оешмалар алдынгы урында тордылар, һәм бу яулап алуда тагын бер мөһим уенчы - 3D басма.Арзан бәядән катлаулы өлешләрне тиз җитештерү мөмкинлеге белән, бу дизайн технологиясе компанияләрдә популярлаша бара.Спутник, космик корабль һәм ракета компонентлары кебек күп кушымталар булдырырга мөмкинлек бирә.Чынлыкта, SmarTech сүзләре буенча, шәхси космик индустрия өстәмә җитештерүнең базар бәясе 2026 елга 2,1 миллиард еврога җитәр дип көтелә. Бу сорау тудыра: 3D басма кешеләргә космоста өстен булырга ничек ярдәм итә ала?
Башта 3D басма, нигездә, медицина, автомобиль һәм аэрокосмик тармакларда тиз прототип ясау өчен кулланылды.Ләкин, технология киң таралгач, ул соңгы максат компонентлары өчен көннән-көн кулланыла.Металл өстәмә җитештерү технологиясе, аеруча L-PBF, экстремаль космик шартларга яраклы характеристика һәм ныклык белән төрле металл җитештерергә мөмкинлек бирде.Аэрокосмик компонентлар җитештерүдә DED, бәйләүче джетинг һәм экструзия процессы кебек башка 3D полиграфия технологияләре дә кулланыла.Соңгы елларда яңа бизнес-модельләр барлыкка килде, Made in Space һәм Relativity Space кебек компанияләр аэрокосмик компонентларны проектлау өчен 3D полиграфия технологиясен кулланалар.
Нисбилек киңлеге аэрокосмик индустрия өчен 3D принтерны үстерү
Аэрокосмоста 3D басма технологиясе
Хәзер без аларны таныштырганнан соң, әйдәгез аэрокосмик индустриядә кулланылган төрле 3D полиграфия технологияләрен җентекләп карап чыгыйк.Беренчедән, шуны әйтергә кирәк: металл өстәмә җитештерү, аеруча L-PBF, бу өлкәдә иң киң кулланыла.Бу процесс металл порошок катламын катламга кушу өчен лазер энергиясен куллануны үз эченә ала.Бу аеруча кечкенә, катлаулы, төгәл һәм махсуслаштырылган өлешләр җитештерү өчен яраклы.Аэрокосмик җитештерүчеләр шулай ук DED -тан файдалана ала, бу металл чыбык яки порошокны үз эченә ала һәм нигездә металл яки керамик өлешләрне ремонтлау, каплау яки җитештерү өчен кулланыла.
Моннан аермалы буларак, бәйләүче джетинг, җитештерү тизлеге һәм аз бәясе ягыннан отышлы булса да, югары җитештерүчән механик детальләр җитештерү өчен яраксыз, чөнки бу соңгы продуктның җитештерү вакытын арттырган эшкәртүдән соң ныгыту адымнарын таләп итә.Экструзия технологиясе космик мохиттә дә эффектив.Әйтергә кирәк, барлык полимерлар да космоста куллану өчен яраклы түгел, ләкин PEEK кебек югары җитештерүчән пластмассалар кайбер металл өлешләрен көче аркасында алыштыра ала.Ләкин, бу 3D бастыру процессы әле бик киң таралмаган, ләкин ул яңа материаллар кулланып космик тикшеренүләр өчен кыйммәтле әйбергә әйләнергә мөмкин.
Лазерлы порошок карават кушылмасы (L-PBF) - аэрокосмос өчен 3D басмада киң кулланылган технология.
Космик материалларның потенциалы
Аэрокосмик индустрия яңа материалларны 3D басма аша өйрәнә, базарны бозырга мөмкин инновацион альтернатива тәкъдим итә.Титан, алюминий, никель-хром эретмәләре кебек металллар һәрвакыт төп игътибар булып торса да, тиздән яңа материал игътибар үзәген урлый ала: ай реголиты.Ай реголиты - айны каплаган тузан катламы, һәм ESA аны 3D басма белән берләштерү өстенлекләрен күрсәтте.ЭСВАның өлкән җитештерү инженеры Адвенит Макая ай реголитын бетонга охшаган, кремний һәм тимер, магний, алюминий, кислород кебек башка химик элементлардан торган итеп тасвирлый.ESA Литоз белән кечкенә ай функциональ өлешләрен чыгару өчен, винталар һәм приборлар, ай тузаны кебек симуляцияләнгән ай реголитын куллану өчен хезмәттәшлек итә.
Ай реголиты җитештерүдә катнашкан процессларның күбесе җылылыкны куллана, аны SLS һәм порошок бәйләү полиграфиясе кебек технологияләр белән туры китерә.ESA шулай ук D-Shape технологиясен куллана, каты өлешләр җитештерү максатыннан, магний хлоридын материаллар белән кушып һәм симуляцияләнгән үрнәктә табылган магний оксиды белән берләштереп.Бу ай материалының мөһим өстенлекләренең берсе - аның иң төгәл басма резолюциясе, аңа иң төгәллек белән өлешләр чыгарырга мөмкинлек бирә.Бу үзенчәлек киләчәк ай базалары өчен кушымталар һәм җитештерү компонентларын киңәйтүдә төп актив булырга мөмкин.
Ай Реголиты бар җирдә
Марста табылган җир асты материалына кагылып, шулай ук Мартин реголиты бар.Хәзерге вакытта халыкара космик агентлыклар бу материалны кире кайтара алмыйлар, ләкин бу галимнәргә аэрокосмик проектларның потенциалын тикшерүне туктатмады.Тикшерүчеләр бу материалның симуляцияләнгән үрнәкләрен кулланалар һәм аны титан эретмәсе белән берләштерәләр, кораллар яки ракета компонентлары җитештерәләр.Башлангыч нәтиҗәләр шуны күрсәтә: бу материал югары көч бирәчәк һәм җиһазларны дат һәм радиация зарарыннан саклаячак.Бу ике материалның охшаш үзенчәлекләре булса да, ай реголиты әле дә иң сынап каралган материал.Тагын бер өстенлеге - бу материаллар rawирдән чимал ташу кирәксез урында җитештерелергә мөмкин.Моннан тыш, реголит - бетмәс материал чыганагы, кытлыкны булдырмаска булыша.
Аэрокосмик индустриядә 3D полиграфия технологиясен куллану
Аэрокосмик индустриядә 3D полиграфия технологиясен куллану конкрет процесска карап төрле булырга мөмкин.Мәсәлән, лазер порошогы карават кушылмасы (L-PBF) катлаулы кыска вакытлы өлешләр җитештерү өчен кулланыла ала, мәсәлән, корал системалары яки космик запчастьләр.Калифорниядә урнашкан Launcher, E-2 сыек ракета двигателен көчәйтү өчен, Velo3D сапфир-металл 3D полиграфия технологиясен кулланды.Lитештерүче процесс LOX (сыек кислород) яну камерасына тизләнештә һәм йөртүдә мөһим роль уйный торган индукция турбинасын булдыру өчен кулланылды.Турбина һәм сенсор һәрберсе 3D басма технологиясе ярдәмендә бастырылган, аннары җыелган.Бу инновацион компонент ракетаны зуррак сыеклык агымы һәм зуррак этәргеч белән тәэмин итә, аны двигательнең мөһим өлеше итә
Velo3D E-2 сыек ракета двигателе җитештерүдә PBF технологиясен куллануга үз өлешен кертте.
Кушымчалы производство киң кулланмаларга ия, шул исәптән кечкенә һәм зур структуралар җитештерү.Мәсәлән, чагыштырма космосның Stargate эремәсе кебек 3D полиграфия технологияләре ракета ягулыгы өчен танклар һәм пропеллер плиталары кебек зур өлешләр җитештерү өчен кулланылырга мөмкин.Чагыштыру киңлеге моны Terran 1 уңышлы җитештерү аша исбатлады, тулысынча диярлек 3D басма ракета, шул исәптән берничә метр озынлыктагы ягулык танкы.Аның 2023 елның 23 мартында беренче чыгарылышы өстәмә җитештерү процессларының эффективлыгын һәм ышанычлылыгын күрсәтте.
Экструзиягә нигезләнгән 3D полиграфия технологиясе шулай ук PEEK кебек югары җитештерүчән материаллар кулланып детальләр җитештерергә мөмкинлек бирә.Бу термопластиктан ясалган компонентлар космоста сынап каралганнар һәм Берләшкән Гарәп Әмирлекләренең ай миссиясе кысаларында Рәшит роверына урнаштырылганнар.Бу тестның максаты - PEEKның экстремаль ай шартларына каршы торуын бәяләү иде.Уңышлы булса, PEEK металл өлешләр өзелгән яки материаллар аз булган очракта металл өлешләрен алыштыра ала.Моннан тыш, PEEKның җиңел үзлекләре космик разведкада кыйммәтле булырга мөмкин.
3D полиграфия технологиясе аэрокосмик индустрия өчен төрле детальләр җитештерү өчен кулланылырга мөмкин.
Аэрокосмик индустриядә 3D басманың өстенлекләре
Аэрокосмик индустриядә 3D басманың өстенлекләре традицион төзелеш техникасы белән чагыштырганда өлешләрнең яхшырган соңгы күренешен үз эченә ала.Австрия 3D принтер җитештерүче Литоз генераль директоры Йоханнес Хома "бу технология детальләрне җиңеләйтә" диде.Дизайн иреге аркасында, 3D басма продуктлар эффективрак һәм ресурслар азрак таләп итәләр.Бу өлеш җитештерүнең экологик йогынтысына уңай йогынты ясый.Чагыштырма киңлек күрсәтте, өстәмә җитештерү космик кораб җитештерү өчен кирәкле компонентлар санын сизелерлек киметә ала.Терран 1 ракетасы өчен 100 өлеш сакланган.Моннан тыш, бу технология җитештерү тизлегендә зур өстенлекләргә ия, ракета 60 көн эчендә тәмамланган.Киресенчә, традицион ысуллар кулланып ракета җитештерү берничә ел дәвам итә ала.
Ресурслар белән идарә итүгә килгәндә, 3D басма материалларны саклый ала, һәм кайбер очракларда хәтта калдыкларны эшкәртү мөмкинлеген бирә.Ниһаять, өстәмә җитештерү ракеталарның авырлыгын киметү өчен кыйммәтле әйбер булырга мөмкин.Максат - реголит кебек җирле материалларны куллануны максимальләштерү, һәм космик кораблар эчендә материал ташуны киметү.Бу 3D принтерны гына йөртергә мөмкинлек бирә, сәяхәттән соң сайтта барысын да булдыра ала.
Made in Space инде 3D принтерларының берсен космоска сынау өчен җибәрде.
Космоста 3D басма чикләүләре
3D басма күп өстенлекләргә ия булса да, технология әле чагыштырмача яңа һәм чикләүләре бар.Адвенит Макая әйтте, "Аэрокосмик индустриядә өстәмә җитештерү белән бәйле төп проблемаларның берсе - процесс белән идарә итү һәм тикшерү."Итештерүчеләр лабораториягә кереп, һәрбер өлешнең көчен, ышанычлылыгын, микросруктурасын сынап карый алалар, бу процесс җимергеч булмаган сынау (NDT).Ләкин, бу күп вакыт таләп итә дә, кыйммәт тә булырга мөмкин, шуңа күрә төп максат - бу тестларга ихтыяҗны киметү.Күптән түгел NASA бу проблеманы чишү өчен үзәк булдырды, ул өстәмә җитештерү белән җитештерелгән металл компонентларны тиз аттестацияләүгә юнәлтелде.Centerзәк санлы игезәкләрне продуктларның компьютер модельләрен яхшырту өчен куллануны максат итеп куя, бу инженерларга детальләрнең эшләвен һәм чикләүләрен яхшырак аңларга ярдәм итәчәк, шул исәптән сыну алдыннан күпме басым ясый алуларын.Шулай итеп, үзәк аэрокосмик индустриядә 3D басма куллануны алга этәрергә ярдәм итәчәк, аны традицион җитештерү техникасы белән көндәшлектә нәтиҗәлерәк итә.
Бу компонентлар тулы ышанычлылык һәм көч сынаулары үткән.
Икенче яктан, космоста җитештерү эшләнсә, тикшерү процессы төрле.ESA-ның Адвенит Макая аңлата, "Басма вакытында өлешләрне анализлау техникасы бар."Бу ысул нинди басма продуктларга яраклы, кайсысы яраксыз икәнен ачыкларга ярдәм итә.Моннан тыш, космоска исәпләнгән 3D принтерлар өчен үз-үзен төзәтү системасы бар һәм металл машиналарда сынала.Бу система җитештерү процессындагы потенциаль хаталарны ачыклый һәм өлешендәге кимчелекләрне төзәтер өчен параметрларын автоматик рәвештә үзгәртә ала.Бу ике система космоста басылган продуктларның ышанычлылыгын яхшыртыр дип көтелә.
3D басма чишелешләрен раслау өчен, NASA һәм ESA стандартлар куйдылар.Бу стандартлар өлешләрнең ышанычлылыгын билгеләү өчен берничә тестны үз эченә ала.Алар порошок карават кушылу технологиясен карыйлар һәм аларны башка процесслар өчен яңарталар.Ләкин, Аркема, BASF, Dupont, Sabic кебек материаллар индустриясендә бик күп төп уенчылар да бу эзне тәэмин итә.
Космоста яшисезме?
3D полиграфия технологиясе үсеше белән без Earthирдә бик күп уңышлы проектлар күрдек, алар бу технологияне йортлар төзү өчен кулланалар.Бу безне бу процессның якын яки ерак киләчәктә космоста яшәү өчен корылмалар төзү өчен кулланылуы турында уйландыра.Космоста яшәү хәзерге вакытта реаль булмаган булса да, өйләр төзү, аеруча айда, космонавтлар өчен космик миссияләрне үтәүдә файдалы булырга мөмкин.Европа космик агентлыгының максаты - ай реголиты ярдәмендә айда гөмбәзләр төзү, космонавтларны нурланыштан саклау өчен стеналар яки кирпечләр төзү өчен кулланыла ала.ESA-тан Адвенит Макая сүзләре буенча, ай реголиты якынча 60% металлдан һәм 40% кислородтан тора һәм космонавтларның яшәве өчен мөһим материал, чөнки ул бу материалдан алынган очракта чиксез кислород чыганагы бирә ала.
NASA ICON-га ай өслегендә структуралар төзү өчен 3D полиграфия системасын эшләгән өчен 57,2 миллион доллар грант бирде һәм шулай ук Марс Дюн Альфа яшәү урыны булдыру өчен компания белән хезмәттәшлек итә.Максат - Кызыл планетадагы шартларны охшатып, волонтерларның бер ел яшәвендә Марста яшәү шартларын сынау.Бу тырышлык айда һәм Марста турыдан-туры 3D басма корылмалар төзү өчен мөһим адымнарны күрсәтә, алар ахыр чиктә кеше космосын колонизацияләүгә юл ача ала.
Ерак киләчәктә бу йортлар космоста тормышны саклап калырга мөмкин иде.
Пост вакыты: 14-2023 июнь