Raket som gick ut i rymden från Nya Zeeland den 25 maj, var speciell. Hon inte bara blev den första privata lanseringen av en plattform, men var utrustad med motorn nästan helt färdigmonterad med hjälp av 3D-utskrifter. Detta är kanske inte det första 3D-utskrivna raket i rymden” som man kan tro av titeln, men det belyser hur allvarligt denna teknik är produktionen av upplevd rymdindustrin.
Teamet bakom raketen Electron Amerikanska företaget RocketLab, de säger att motorn var tryckt i 24 timmar och har ökat effektiviteten och prestanda i jämförelse med andra system. Exakta detaljerna i den tryckta komponenter ännu. Men förmodligen är många av dem var utformade för att minimera vikt samtidigt som strukturella egenskaper, medan andra komponenter kan ha varit optimerad för att skapa ett effektivt flöde av vätska. Dessa fördelar — minska i vikt och potentiella nya projekt — utgör en betydande del av varför 3D-utskrift bör vara en plats i rymden, och inte den sista.
3D-utskrifter, som vi vet är bra för att skapa komplexa former. Till exempel, lattice-strukturer bildas som väger mindre, men för att vara lika stark och liknande hårda komponenter. Detta gör att du kan skapa optimerade, lätta delar som tidigare var omöjligt eller kostnadseffektivt att producera med mer traditionella metoder.
Microresearch Boeing är ett exempel på hur man kan få till det yttersta metoden för att skapa mekaniskt stark struktur, till 99,9% består av luft. Inte hela processen av tre-dimensionell utskrift kan uppnå, men även vikt besparingar på ett par procent på flygplan och rymdfarkoster som kan leda till stora fördelar genom att använda mindre bränsle.
3D-utskrifter tenderar att fungera bäst för produktion av relativt små, komplexa delar, inte stora strukturer, där kostnaden för material och kostnader för bearbetning väger tyngre än fördelarna. Till exempel, en omdesignad munstycket kan förbättra blandning av bränsle i motorn, som kommer att leda till ökad effektivitet. Den ökade ytan av värme sköld med en mönstrad och inte en platt yta kan innebära att värmen överförs mer effektivt, vilket minskar risken för överhettning.
Dessa metoder kan också minska mängden material som går till spillo under produktionen. Detta är viktigt eftersom flyg komponenter, vanligen tillverkade av dyrbara och sällsynta material. 3D-utskrifter kan också producera hela systemet på en gång, istället för flera sammansatta delar. Till exempel, NASA använde det för att minska komponenter i en av deras raket spridare 115 2. Dessutom, 3D-skrivare kan enkelt göra ett litet antal delar, som krävs av rymdteknik i industrin, utan att behöva skapa kostsam produktion verktyg.
I omloppsbana
3D-skrivare kan också hitta ansökan i det utrymme där det är svårt att lagra ett stort antal delar, och det är svårt att hitta en ersättare när du är tusentals mil bort från Jorden. På den Internationella rymdstationen nu har en 3D-skrivare, så om något går sönder, ingenjörer kan skicka projekt för att ersätta och astronauter i omloppsbana kommer den att skrivas ut.
Moderna skrivare fungerar endast med plast, så det kommer sannolikt att användas för ett enda instrument eller snabbt rörliga delar som handtag. Men när 3D-skrivare kommer att kunna arbeta med andra material, deras användning kommer att öka avsevärt. En dag människor i rymden skulle kunna producera sin egen mat och även biologiskt material. Bearbetning företag kan också skapa delar från trasiga delar.
Ser fram emot, kan vi anta att 3D-skrivare kommer att vara mycket användbar när du skapar kolonier. Platser såsom Månen, du har inte tillräckligt med mängder av traditionella byggnadsmaterial, men den Europeiska rymdorganisationen har visat att med hjälp av solenergi kan du skapa “tegelstenar” av lunar dust som skulle vara en bra start. Forskarna är nu funderar på hur man skift denna idé till 3D-print och bygga en helt tryckta hus på månen.
För att få dessa tillämpningar i verkligheten, måste vi undersöka mer material och processer med produktion av komponenter skall tåla de hårda villkoren i rymden. Ingenjörer är också att utveckla en optimerad design och letar efter sätt att testa 3D-utskrivna delar för att bevisa att de är säkra och pålitliga. Särskilt detta förhindrar allvar, eller brist därav. Många processer som i dag använder sig av pulver eller vätska, som råvaror, så vi kommer att ha att ta fram listiga knep för att på ett säkert sätt arbeta med dem i låg eller ingen gravitation.
Kommer att kräva helt nya material och tekniker. Men studier visar att tre-dimensionell utskrift kommer att användas mer i utrymme, även om helt tryckta rymdfarkoster inte flyga i den nära framtiden. Men det kommer en tid.
3D-utskrivna rocket engine inleddes en ny era av utforskning av rymden
Ilya Hel