Предности 3Д штампања су добро документоване. Технологија омогућава стварање производа на локацији где су потребни. Помаже у решавању проблема ефикасности, тако да снабдевање ланци напредују глатко. Ово може имати огроман утицај у смањењу ресурса и времена потребног за производњу производа.
Рокет компаније су користиле 3Д штампање, формално познато као производња додатака, у бољем делу последње деценије, почевши од развоја SpaceX-а из 2013. године од 3Д штампаног дела ракетног мотора Супердрако.
Овај чланак следи историју коришћења 3Д штампања у новим свемирским компанијама. При крају чланка, такође ћемо погледати још једну напредну технику производње коју ове компаније користе: високог притиска уливање.
Одређујем 3Д штампање
Почнимо са подсетницом шта 3Д штампање технологија укључује. Не постоји боље место за тражење дефиниције 3Д штампања него од мајстора 3Д штампања, Аутодеска.
Аутодеск дефинише 3Д штампање као „процес којим физички објекти стварају депонирањем материјала у слојеве на основу дигиталног модела“. Исти извор додаје да се „3Д технологија штампања може користити за стварање свега од прототипа и једноставних делова до високо техничких коначних производа, као што су делови авиона…, еко-пријатељских зграда, животних спасилачких импланата, па чак и вештачких органа који користе слојеве људских ћелија.“
Аутодеск идентификује три примарне методе за израду ставки помоћу 3Д:
Факултација нитке (ФФФ): Углавном у производњи производа потрошача, ова метода врућина и екструдира пластични материјал у слојевима који формирају неопходан производ.
Стереолитографија (СЛА): Користи УВ светло да очврсне или излечи подизање, један слој за другим.
Селективно ласерско синтерисање (СЛС): издувљује материјале у праху користећи ласере, слој по слој.
Зашто се свемирски произвођачи окрећу на 3Д штампање
Провајдер софтвера за производњу додатака, АМФГ, пружа неке увиде у утицај 3Д производње у пољу путовања свемиром. Компанија напомењује да се „произвођачи свемира суочавају са изазовом убрзавања развоја и производње ракета, уз такође смањење трошкова и повећања ефикасности.“
AMFG наводи да традиционални поступак производње ракета обухвата неколико циклуса израде прототипова и фаза производње, због чега је скуп и дуготрајан. Исти извор наводи да 3Д производња може да скрати време израде делова са традиционалних 14 недеља на свега неколико недеља, што произвођачима доноси значајне уштеде времена и трошкова.
3Д производња такође обезбеђује прецизност делова, што је изазовни задатак када се користе традиционалне производне методе.
Први 3Д штампани део у простору
Елон Муск је основао SpaceX 2002. године. Његова мисија била је да смањи трошкове путовања у свемир како би људи на крају могли да колонизују Марс. Према компанији SpaceX, то би се постигло коришћењем „потпуно вишекратних лансирних возила, која ће бити најснажнија икада направљена, способна да превозе људе до Марса и других одредишта у Сунчевом систему“.
5. септембра 2013. Муск је преко твитта објавио да “SpaceX SuperDraco inconel ракетна комора w реген јакна за хлађење долази из ЕОС 3Д метал штампача.”
Извор вести о истраживању свемира, иновацијама и астрономији, Space.com извештава да је “SpaceX послао свој први 3Д-принтирани део у свемир рано ове године [2014].” Истог извора додаје да је “део, главни оксидаторски вентил ракете, летео на SpaceX-у јану 6 лансирања ракете сокола 9 који преноси комерцијални тајландски сателит 6 телекомуникација у орбиту.”
Практичност коришћења 3Д штампања за израду ракетних делова потврђена је чињеницом да је вентил радио као што је потребно под напорним условима, укључујући и под изузетно ниским температурама.
SpaceX такође користи 3Д технологију штампања за производњу других додатака као што су кациге. Според 3Dnatives.com, „Свака кацига има визир, вентиле, браве и микрофоне.“
Плаво порекло: израђивање значајних инвестиција у 3Д штампање
Плаво Порекло је произвођач свемира који је основао оснивач Амазонке, Џеф Безос. Компанија је покренута 2000. у Кенту у Вашингтону. „Посвећени смо да направимо пут до свемира да наша деца могу да граде будућност“, пише у саопштењу компаније о мисији.
Плаво Порекло такође каже да испуњава своју изјаву о мисији развојем „делно и у потпуности поновљивих возила за лансирање која су безбедна, ниска цена и служе потребама свих цивилних, комерцијалних и одбрамбених потрошача.“
Важан део обезбеђивања да производи свемирског порекла са ниским трошковима и сигурним пореклом постану нормални су 3Д штампање технологије. 3D PrintingIndustry.com цитира председника Плавог порекла, Роба Мејерсона, који каже да је његова компанија „уложила значајну инвестицију у 3Д штампање.“ Он додаје: „Сви смо у усвојењу нових технологија и искористили могућности.“
Сајт 3DPrintingIndustry.com такође извештава да је Meyerson у презентацији приказао уштеде времена и трошкова које доноси 3Д штампа у поређењу са традиционалним методама ливења. У презентацији је приказао део чија је израда помоћу 3Д штампе трајала три месеца. За исти део је традиционалним ливењем потребно више од 12 месеци.
3Д штампани мотор носи прву жену на Месечеву површину
У децембру 2020., 3Dprint.com извештава да је „плави порекло створило три стазе ландер који би могао да одведе прву жену и следећег мушкарца на површину Месеца до 2024. године“.
Занимљиво је да је мотор BE-7, који покреће систем лунарног лендера, произведен помоћу 3Д технологије. То потврђује Безос, који каже: „BE-7 је мотор за слетање на Месец са течним водоником и течним кисеоником, високих перформанси и израђен адитивном производњом, са потиском од 10,000 лбф — уз дубоко пригушивање потиска до 2,000 лбф ради прецизног слетања на Месец.“
Али то није све. Безос је у видео-снимку на Инстаграму објавио: „Ово је мотор који ће прву жену одвести на површину Месеца.“ Према писању Washington Post-а, та жена је била Wally Funk, којој је 1961. измакла прилика да оде у свемир зато што „NASA није имала програм за астронауткиње“.
Функ можда није слетела на површину Месеца, али је 20. јула 2021. ипак добила прилику да отпутује у свемир. Имала је 82 године. Функ је била једна од три путнице које су са Безосом путовале у лету који је Блуе Оригин назвао „првим летом са људском посадом“.
Покрећем потпуно 3Д‐ штампану ракету у орбит
Релативност Свемир је свемирска компанија успостављена 2015. године. Компанија је показала свој циљ да буде “прва свемирска компанија која успешно лансира ракету од 3Д штампану у орбиту”.
Али оно што „потпуно 3Д-штампана ракета“ значи у стварности. Дени Перез, која пише за Engineering.com, има одговор: „Од мотора до трупа, Релативност аутоматира скоро цео процес производње.“
Перез додаје да је 3Д штампање омогућило Релативности способност брзог мењања дизајна. Напоменула је да да би победила конкуренте као што је SpaceX, компанија продаје прилагођавање. „Коришћење 3D штампања омогућило би компанији да више пута мења капсуле како би уклопила било који сателит“, пише она.
Форбс.цом цитира директор Релативности, Тим Елис, који каже да “са 3Д штампањем, можемо да направимо ракете брже, са мањом, вишом фабриком и мање процеса.”
8. јуна 2021. Алекс Кнап од Forbes.com известио је да је Релативност сакупила 650 милиона долара у рунду серије Е. Он извештава да је „капитал усмерен према убрзавању развоја ракете Теран Р компаније, која ће бити потпуно 3Д-штампана и способна да лансира веће товаре од ракете Елон Муск-а Фалкон 9.“
Остале свемирске компаније користе 3Д штампање
Са предностима 3Д штампања у свемирском пољу, није изненађујуће што свака озбиљна свемирска компанија изгледа ради нешто о производњи делова користећи те технологије.
Michael Petch у тексту за 3DPrintingIndustry.com извештава да му је председник и извршни директор компаније Virgin Galactic, George Whitesides, током интервјуа рекао да је циљ компаније „да смањи време потребно за производњу наших мотора са много месеци на свега неколико недеља“. Петцх је навео да ће 3Д технологија имати важну улогу у остваривању тог циља.
Ракета Лаб је компанија за свемирско путовање коју је описала МИТ Технологијска ревизија „Мала фирма која је покренула свемирску револуцију од 3Д штампану 2006. године“.
Ревизија МИТ технологије извештава да је „шест ракета [Рокета лабораторије] успешно лансирано до сада — сваки са девет Ратерфорд мотора који су направљени пре свега користећи метал 3Д штампање, као и бројни други елементи на броду.“
Има ли места за друге методе?
Иако нове свемирске компаније напредују са 3Д технологијом, изгледа да су друге методе које су употребљене вековима још увек у индустрији.
Пример технологије која се користи већ много година, али је и данас релевантна је обликовање пластичне ињекције.
Доказ да ове методе још увек имају будућност може се видети у скорашњем послу из SpaceX-а који указује да компанија запошљава инжењере и техничаре у релевантној технологији.
У огласу се наводи да ће ови инжењери и техничари “блиско сарађивати са нашим инжењерским тимовима у раним фазама високог притиска да умру у развоју процеса ливања и опреми за набавке и покрећу развој алуминијума уливања у компанију.”
Напори и улагања нових свемирских компанија јасно показују да ће 3Д штампа бити важан део будућности. За организације као што је NASA, 3Д штампа може да реши проблем слања резервних делова на Међународну свемирску станицу тако што ће омогућити да се неки од њих израде директно на ISS-у помоћу 3Д штампе.
