三维打印创造空间的未来

航天研究人员正在使我们更接近于印刷一切从工具到能够承受太空恶劣条件的一部分。
格伦博士豆运行3D印刷机。

添加剂制造(也称为AM,或3D印刷)礼物诱人在空间使用的可能性。工程师们希望有一天使用过程打印配件,工具和其他材料在航空航天工业历史上在加工依赖和成型制造。

这些传统的制造方法要求材料被雕刻或成形直到它类似于所希望的产物,诸如螺栓或螺母,它可以使某些项目的创建困难,甚至不可能。相反,3D打印允许部件通过在微小层添加材料,其堆积以产生期望的形状来制造。这个过程包括使用计算机和CAD软件,它使一个专门的打印机的“打印”一个特定的形状或部分。

一名技术人员从印刷区域清除剩余的AM材料。
一名技术人员从印刷区域清除剩余的AM材料。

这些部件的耐用性取决于打印它们所用的材料类型。塑料、聚合物、陶瓷和金属的种类越来越多。玩必威棋航空航天公司目前的目标是在太空中使用两类材料:铬镍铁合金(Inconel)和硫镍铁合金(Ultem)。航空研究人员正在探索这些材料的微观结构,以努力设计出适合空间应用的新材料,这些应用需要增强韧性和抗极端温度的能力。

因康镍合金系列镍合金的广泛的世界各地的行业和应用,目前使用的。航天科学家最近集中在因科镍合金718,可热处理的镍 - 铬 - 铁合金设计成抵抗广泛的严重腐蚀的环境,同时在高温和压力保持其高收率和拉伸性能他们的注意力。现在广泛由于其可焊性和低温性能的用于在空间飞行系统,铬镍铁合金718保持其在宽的温度范围内的强度。它拉这一关通过形成加热时厚,稳定的氧化物层,其在高温应用中,铝和钢会变形和故障保护其表面。

3D印刷材料阀芯
朱利安·洛瑟(左)完成了最后一分钟的任务,而格伦·宾博士(右)准备将一卷AM打印材料装入打印机。

聚醚酰亚胺是另一种有前途的材料。作为家庭无定形热塑性聚醚酰亚胺(PEI)树脂的一部分,可以的Ultem承受极端的温度,同时除了广泛的耐化学性提供高的强度和刚度特性。ULTEM 9085表现出了巨大的潜力由于其优越的机械性能和强度 - 重量比。9085聚醚酰亚胺的强度,重量轻,阻燃的品质使其成为航空航天和汽车应用的理想选择。航天研究人员正在探索的Ultem 9085的生产级组件的适宜性和测试其潜在的创造原型和生产工具。

准备是打印机
格伦博士豆的准备迎接上午的打印机。

航天研究人员也正在揭开AS-的,但这些材料及其微观结构的未知素质揭示可能危及其在空间和其他工作使用的任何潜在故障的希望。人们希望,这些研究工作将产生可承受的空间和领先的严酷制造提供快速的生产是在挑战或以其他方式无法创建零件的技术开发的材料。一旦证明和部署,工程师将能够打印在地面上或在飞行零件,工具,甚至整个栖息地。