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Incus与欧洲航天局合作,在太空中3D打印零部件

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砧骨奥地利的一家工程公司和原始设备制造商(OEM)已经与the欧洲太空总署探索如何将月球表面的废金属加工成用于月球站的3D打印零件。

陶瓷3D打印专家LithozOHB系统德国航天技术集团的子公司,OHB SE他还将参与这个为期18个月的项目。在此期间,合作伙伴将联合开发和测试Incus公司在微重力环境下的光刻金属制造(LMM) 3D打印技术,并评估在月球表面处理可用金属废料的可行性,以生产高质量的最终使用备件。

Incus公司首席执行官Gerald Mitteramskogler博士说:“我们Incus公司很高兴能成为一个项目的一部分,该项目将测试我们的LMM技术用于太空的能力。”“我们的解决方案可能非常适合在这样的环境中生产零件的挑战性要求。”

通过LMM生产的3D打印零件。通过砧骨的照片。
通过LMM生产的3D打印零件。通过砧骨的照片。

砧骨LMM技术

Incus成立于2019年,成立于Lithoz的研发实验室我投资组合,一个获奖3D打印技术的投资者。

该公司的LMM技术是基于缸聚合技术,如立体光刻(SLA)和数字光处理(DLP),但不同于这些工艺的是固化含有金属颗粒的材料。随后的印刷零件将进行脱粘和烧结,形成固体金属零件。Incus公司的技术能够处理“不可焊接”金属,可以处理含有20 μ m金属颗粒的材料。

Formnext 2019,该公司推出了旗舰金属3D打印机,锤子Lab35,它利用了LMM流程。该机器旨在满足制造业对3D打印工艺日益增长的需求,能够为功能原型和预系列制造提供复杂的几何形状。

Incus于2020年3月宣布首次发货进入连续生产目前,该公司正在继续扩大其客户基础。

锤子Lab35。图片由Incus GmbH提供。
Hammer Lab35 3D打印机。图片由砧骨。

3D打印备件从月球废料

在地球上,Incus公司的LMM工艺生产的3D打印零件具有“卓越的”表面光亮度,材料性能与通过金属注射成型制造的零件相似。现在,通过与欧空局、Lithoz和OHB的最新合作,该过程的能力将在微重力环境下进行探索。

维持月球站需要源源不断的物资、研究材料和设备。此外,还需要备件,以防个别部件在执行任务期间发生故障。

这些任务期间需要自给自足,这促使欧空局调查从生产废料和报废部件中提取的现有月球表面材料的使用和再使用情况。能够使用这些资源为月球航天器和空间站制造机载和按需的备件,有助于显著降低从地球运送货物任务的成本和数量,同时最大限度地减少生产浪费。

欧洲航天局材料与工艺工程师Martina Meisnar博士说:“地球外制造是一个非常有趣的话题,欧洲航天局正在努力研究。”“我们的目标是改进这些制造概念,在地球上进行演示,并最终在太空中实现。”

合作伙伴希望在未来18个月内实现项目工作流。通过砧骨的形象。
合作伙伴希望在未来18个月内实现项目工作流。通过砧骨的形象。

Incus公司的LMM技术被选择用于该项目,是因为该技术能够从回收的金属废料中生产备件。合作伙伴希望这种能力能够使月球上可用的废金属回收粉末成为可能。

除此之外,LMM工艺使用膏体或悬浮体作为原料,而不依赖于使用高度球形的气体雾化粉末或支撑结构。相反,打印的组件是通过脱模过程分离的,不需要耗时的人工返工,而且对操作人员来说也是安全的。

“Incus和Lithoz开发的光刻技术可以将高精度3D打印与高性能金属和陶瓷结合在一起,同时仍然非常有效地利用资源,”Lithoz材料开发主管Martin Schwentenwein博士说。“虽然这些概念已经在地球上成功地进行了演示,但此类项目的活动对于填补技术空白和使增材制造能够在太空环境中实现至关重要。”雷电竞充值

该项目的最终目标是评估月球表面的废金属如何通过LMM加工,以零浪费的方式生产高质量的零件。在18个月的时间里,合作伙伴将探索太空环境的限制因素,比如月球尘埃对金属粉末的潜在污染,会如何影响打印过程。

该项目还将评估杂质对烧结的影响以及印刷零件最终微观结构的结果,以确定微重力下LMM工艺的最佳粘结剂数量和类型。通过这一点,合作伙伴将寻求建立一个可持续的备件生产空间制造链。

“通过利用现有的月球表面材料和回收月球基本的废金属来减少我们对地球的依赖,是确保可持续解决问题的唯一解决方案,”OHB系统的人类太空飞行系统Antonella Sgambati说。

“这个项目和这个新的LMM过程将是实现这一解决方案的重要步骤,因为这项技术有机会在太空中成功运行。”

通过LMM工艺生产的3D打印零件。通过砧骨的照片。
通过LMM工艺生产的3D打印零件。通过砧骨的照片。

用太空材料进行3D打印

近年来,为了在月球上建立永久的存在,多个国家航天机构都增加了对增材制造的兴趣。雷电竞充值作为结果,关于如何利用风化层等现场材料来制造月球结构的研究也在不断升级。

例如,来自布朗瑞格技术大学激光中心的汉诺威有探索3D打印月球风化层在零重力作为MOONRISE项目的一部分,德克萨斯州的建筑公司图标最近获得了美国国家航空航天局合同开发外星球3D打印机的原型能从风化层打印出太空结构。

其他地方,俄罗斯航天局俄罗斯宇航局实验3D打印结构最近,关键任务空间系统专家“红线”的一项研究被发射到月球国际空间站由美国国家航空航天局(ISS)。这项研究旨在确定3D打印风化层的可行性用于按需建造月球结构。

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特色的图像显示通过LMM生产的3D打印部件。通过砧骨的照片。

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