Предности 3Д штампања су добро документоване. Технологија омогућава да се производи креирају на локацији где су потребни. Помаже у решавању проблема ефикасности, омогућавајући ланцима снабдевања да се крећу глатко напред. Ово може имати огроман утицај на смањење ресурса и времена потребног за производњу производа.
Ракетне компаније су користиле 3Д штампање, раније познато као адитивна производња, већи део последње деценије, почевши од развоја 3Д штампаног дела ракете компаније SpaceX 2013. године. СуперДрацо ракетни мотор.
Овај чланак прати историју употребе 3Д штампања у компанијама које се баве новим свемиром. Пред крај чланка, погледаћемо и још једну напредну технику производње коју користе ове компаније: ливење под високим притиском.
Дефинисање 3Д штампања
Почнимо са подсетником шта технологија 3Д штампања подразумева. Не постоји боље место за тражење дефиниције 3Д штампања него код мајстора 3Д штампања, компаније Autodesk.
Autodesk дефинише 3Д штампање као „процес којим се физички објекти стварају наношењем материјала у слојевима на основу дигиталног модела“. Исти извор додаје да се „технологија 3Д штампања може користити за стварање свега, од прототипова и једноставних делова до високо техничких финалних производа као што су делови авиона..., еколошки прихватљиве зграде, медицински имплантати који спасавају животе, па чак и вештачки органи коришћењем слојева људских ћелија“.
Аутодеск идентификује три основне методе користи се приликом производње предмета помоћу 3Д:
Израда фузионих филамената (FFF)Углавном у производњи потрошачких производа, ова метода загрева и екструдира пластични материјал у слојевима који формирају жељени производ. Такође се назива моделирање фузионим таложењем (FDM).
Стереолитографија (СЛА): Користи УВ светлост за очвршћавање или сушење издизања, један слој за другим.
Селективно ласерско синтеровање (СЛС)Спаја прашкасте материјале помоћу ласера, слој по слој.
Зашто се произвођачи свемирске опреме окрећу 3Д штампању
Добављач софтвера за адитивну производњу, AMFG, пружа неке увиде у утицај 3Д производње на област свемирских путовања. Компанија белешке да се „произвођачи свемирских летелица суочавају са изазовом убрзавања развоја и производње ракета, уз истовремено смањење трошкова и повећање ефикасности“.
АМФГ каже да традиционални процес производње ракета укључује неколико циклуса израде прототипова и фаза производње, што процес чини скупим и дуготрајним. Исти извор каже да 3Д процес производње може смањити време производње делова са традиционалних 14 недеља на само неколико недеља, што произвођачима даје значајне уштеде у времену и трошковима.
3Д производња такође обезбеђује прецизност делова, што је изазован задатак када се користе традиционалне методе производње.
Први 3Д штампани део у свемиру
Илон Маск је основао СпејсИкс 2002. године. Његова мисија је била да смањи трошкове путовања у свемир како би људи на крају могли да колонизују Марс. prema За SpaceX, ово би се постигло употребом „лансирних возила која ће бити потпуно поново употребљива, најмоћнија икада направљена, способна да носе људе на Марс и друге дестинације у Сунчевом систему“.
Маск је 5. септембра 2013. године најавила путем твита да „SpaceX SuperDraco инконел ракетна комора са регенеративним хладњачким омотачем излази из EOS 3D металног штампача“.
Извор вести о истраживању свемира, иновацијама и астрономији, Space.com Извештаји да је „SpaceX послао свој први 3D штампани део у свемир почетком ове године [2014]“. Исти извор додаје да је „део, главни вентил за оксидацију ракетног мотора, полетео на SpaceX-овом лансирању ракете Falcon 9 6. јануара, која је носила комерцијални телекомуникациони сателит Thaicom 6 у орбиту“.
Практичност коришћења 3Д штампања за израду делова ракете потврђена је чињеницом да је вентил радио како је потребно у напорним условима, укључујући и екстремно ниске температуре.
СпејсИкс такође користи 3Д технологију штампања за производњу других додатака као што су кациге. prema на 3Dnatives.com, „Свака кацига има визир, вентиле, браве и микрофоне.“
Плаво порекло: Значајна улагања у 3Д штампање
Блу Ориџин је произвођач ваздухопловне опреме који је основао оснивач Амазона, Џеф Безос. Компанија је основана 2000. године у Кенту, у Вашингтону. „Посвећени смо изградњи пута до свемира како би наша деца могла да граде будућност“, наводи се у саопштењу компаније. изјава о мисији.
Плаво порекло такође каже да испуњава своју мисију развијањем „делимично и потпуно поново употребљивих лансирних возила која су безбедна, јефтина и задовољавају потребе свих цивилних, комерцијалних и одбрамбених купаца“.
Важан део осигуравања да јефтини и безбедни производи компаније Blue Origin за свемирска путовања постану норма јесте технологија 3Д штампања. 3DPrintingIndustry.com цитира председника компаније Blue Origin, Роба Мејерсона, који... каже да је његова компанија „значајно инвестирала у 3Д штампање“. Додаје: „Сви смо за усвајање нових технологија и искоришћавање свих могућности.“
3DPrintingIndustry.com такође Извештаји да је Мејерсон у презентацији илустровао предности уштеде времена и трошкова које доноси 3Д штампање у поређењу са традиционалним методама ливења. У презентацији, Мејерсон приказује део чија је израда помоћу 3Д штампања трајала три месеца. За исти део је потребно преко 12 месеци коришћењем традиционалних метода ливења.
3Д штампани мотор који води прву жену на површину Месеца
У децембру 2020. године, 3Dprint.com је објавио да је „Blue Origin створио тростепени лендер који би могао да одведе прву жену и следећег мушкарца на површину Месеца до 2024. године“.
Узбудљиво је то што је мотор BE-7 који покреће систем за лунарно слетање произведен коришћењем 3D технологије. То је потврдио и Безос, који каже„BE-7 је високоперформансни, адитивно произведен мотор за слетање на Месец на течни водоник/течни кисеоник са потиском од 10,000 lbf – са могућношћу дубоког смањења на 2,000 lbf за прецизно слетање на Месец.“
Али то није све. Безос је користио инстаграм video да објави да је „Ово мотор који ће одвести прву жену на површину Месеца“. Према Вашингтон посту, та жена је била Воли Фанк, која је изгубила прилику да оде у свемир 1961. године. јер „НАСА није имала програм за жене астронауте.“
Фанк можда није слетела на површину Месеца, али ће коначно добити прилику да отпутује у свемир 20. јула 2021. Имала је 82 године. Фанк је била једна од три путника који су путовали са Безосом у ономе што је Блу Ориџин... синхронизовано свој „први људски лет“.
Лансирање потпуно 3Д штампане ракете у орбиту
Relativity Space је свемирска компанија основана 2015. године. Компанија је навела да је циљ да буде „прва свемирска компанија која је успешно лансирала потпуно 3Д штампану ракету у орбиту“.
Али шта „потпуно 3Д штампана ракета“ значи у стварности? Денри Перез, који пише за Engineering.com, има одговор„Од мотора до трупа, Relativity аутоматизује скоро цео производни процес.“
Перес додаје да је 3Д штампање омогућило компанији Relativity да брзо мења своје дизајне. Она напомиње да, како би победила конкуренцију попут SpaceX-а, компанија продаје могућности прилагођавања. „Употреба 3Д штампања би омогућила компанији да више пута модификује капсуле како би одговарале било којој врсти сателита“, пише она.
Forbes.com цитира извршног директора компаније Relativity, Тима Елиса, који је каже да „уз 3Д штампање можемо брже да правимо ракете, са мањом, виткијом фабриком и мање процеса.“
Алекс Кнап из Forbes.com-а је 8. јуна 2021. године пријавио да је Relativity прикупио 650 милиона долара у рунди улагања серије E. Он извештава да је „капитал усмерен ка убрзавању развоја компанијске ракете Terran R, која ће бити потпуно штампана 3D технологијом и способна да лансира већи терет од ракете Falcon 9 Илона Маска“.
Друге свемирске компаније које користе 3Д штампање
С обзиром на предности 3Д штампања у свемирској области, није изненађујуће што свака озбиљна свемирска компанија изгледа ради нешто на производњи делова користећи ову технологију.
Мајкл Печ, пишући за 3DPrintingIndustry.com, извештава да је председник и извршни директор компаније Virgin Galactic, Џорџ Вајтсајдс, имао информисан му је током интервјуа рекао да је „циљ компаније да смањи време потребно за производњу наших мотора са много месеци на коначно недеље“. Печ је назначио да ће 3Д играти значајну улогу у остваривању овог циља.
Rocket Lab је компанија за свемирска путовања описани од стране МИТ Технолошког прегледа као „Мала фирма која је покренула 3Д штампану свемирску револуцију“. Питер Бек је основао компанију 2006. године.
МИТ-ов технолошки преглед Извештаји да је „шест ракета [Rocket Lab] до сада успешно лансирано – свака опремљена са девет Радерфордових мотора који су креирани првенствено помоћу 3Д штампања метала, као и бројни други елементи на броду“.
Има ли простора за друге методе?
Иако нове свемирске компаније напредују са 3Д технологијама, изгледа да друге методе које се користе вековима и даље имају простора у индустрији.
Пример технологије која се користи већ дуги низ година, али је и данас релевантна, јесте бризгање пластике.
Доказ да ове методе и даље имају будућност може се видети у недавно објављеном огласу за посао компаније SpaceX који указује да компанија запошљава инжењере и техничаре упознате са релевантним технологијама.
Оглас државе да ће ови инжењери и техничари „тесно сарађивати са нашим инжењерским тимовима у раним фазама развоја процеса ливења под високим притиском и пуштања у рад опреме и покренути развој ливење алуминијума у компанији.”
Из напора и инвестиција које су уложиле нове свемирске компаније, јасно је да ће 3Д штампање бити значајан део будућности. За организације попут НАСА, 3Д штампање може решити изазов слања резервних делова на Међународну свемирску станицу тако што ће омогућити да се неки од њих производе директно на МСС помоћу 3Д штампања.
