A Nemzetközi Űrállomás első 3D fémnyomtatója

Kapcsolódó

Indonéz távközlési műholddal startolt a Falcon-9 hordozó

Kis túlzással a SpaceX igáslova, a Falcon-9-es lassan "nemzetközi"...

A nap képe #1385 – ERS-2

Az Európai Űrügynökség 1995-ben indított ERS-2 (European Remote Sensing-2)...

62 éve jutott első alkalommal Föld körüli pályára amerikai űrhajós

John Glenn 1962. február 20-án Friendship-7 nevű űrhajójával háromszor...

A spanyol PLD Space is ESA-támogatásban részesül

Tavaly decemberben a német-angol HyImpulse magáncéggel írt alá szerződést...

Hamarosan először kerül sor 3D fémnyomtatásra Föld körüli pályán, mely részben annak is köszönhető, hogy a Cygnus NG-20 teherűrhajó sikeresen megérkezett az ISS-hez, hiszen annak fedélzetén kapott helyet az Európai Űrügynökség berendezése. Rob Postema, az ESA munkatársának szavaival élve; polimer alapú 3D-nyomtatókat már használtak a Nemzetközi Űrállomás lakói, amelyeknél műanyagot alkalmaznak, a fém nyomtatása azonban nagyobb technikai kihívást jelent. Utóbbi esetében ugyanis sokkal magasabb hőmérsékletre, és a fém lézerrel történő megolvasztására van szükség, továbbá természetesen a személyzet és az állomás biztonságára is ügyelni kell, miközben a karbantartási lehetőségek eléggé korlátozottak.

3D fémnyomtatása földi körülmények között. Forrás: Airbus Defence and Space

Nyomtatás az űrben

A körülbelül 180 kg-os, Airbus Defence and Space által fejlesztett berendezést Andreas Mogensen, az ESA űrhajósa készíti elő, és szereli be a Columbus modulban található ún. European Draw Rack-2-be (EDR2), mely kísérleti modulok számára biztosít helyet és erőforrást. A beüzemelést követően a nyomtatót a Földről fogják vezérelni és figyelemmel követni, így a művelet akár Mogensen felügyelete nélkül is folyhat.

A nyomtatás során a rozsdamentes acél egy olyan típusát fogják használni, amelyet a korrózióval szembeni ellenállása miatt például orvosi implantátumok gyártásánál is alkalmaznak. Maga a folyamat a következőképpen fog zajlani: a rozsdamentes acélhuzalt a nyomtatási területre vezetik, amit a fentebb említett, nagy teljesítményű lézer – mely kb. egymilliószor erősebb, mint egy átlagos lézermutató – felmelegít. Amint a huzal belemerül az olvadék zónába, a vége megolvad, és a fém ezt követően „hozzáadódik” a nyomtatáshoz.

„A nyomtatási folyamat olvadék zónája nagyon kicsi, milliméteres nagyságrendű, így a súlytalanságban a folyékony fém felületi feszültsége biztonságosan a helyén tartja. Ennek ellenére a rozsdamentes acél olvadáspontja körülbelül 1400 °C, így a nyomtató egy teljesen zárt térben működik, megakadályozva, hogy a felesleges hő vagy füst az állomás személyzetéhez jusson. A nyomtatási folyamat megkezdése előtt pedig a nyomtató belsejében található oxigént ki kell ereszteni az űrbe, és nitrogénnel kell helyettesíteni – a forró rozsdamentes acél oxidálódna, ha oxigénnel érintkezne.” – magyarázta Advenit Makaya, az ESA anyagmérnöke.

Tesztnyomtatás a Földön. Forrás: Airbus Defence and Space

A nyomtató teljesítményének teszteléséhez különböző, szám szerint négy fajta formát választottak, melyeket a tervek szerint a későbbiekben összehasonlítanak a Földön előállított referenciákkal, hogy kiderüljön miként befolyásolja az űrbéli környezet magát a folyamatot, illetve a végeredményt. A tesztnyomatokról érdekesség, hogy mindegyik kisebb lesz, mint egy üdítős doboz, 250 grammnál kevesebbet fognak nyomni, és körülbelül 2-4 hét az előállításuk. És hogy miért tart ennyi ideig? A nyomtatási idő az űrállomáson érvényes zajvédelmi előírások miatt napi négy órára korlátozódik, mivel a berendezés működése viszonylag nagy hanggal jár.

Az elkészült minta/minták eltávolításáért szintén Mogensen felel, ahogyan a becsomagolásukért is, hogy azok teljes biztonságban visszajuthassanak bolygónkra feldolgozás és elemzés céljából.

Dark mode powered by Night Eye