В ходе эксперимента, который звучит примерно так же безопасно, как ловля картошки фри, ЕКА осуществило первую в истории 3D-печать металлом в космосе на борту Международной космической станции (МКС). Созданный совместно с Airbus, 3D-принтер по металлу завершил первую из четырех тестовых форм.
3D-печать не является новинкой для МКС. Фактически, первые эксперименты на борту станции по изучению этой технологии начались в 2014 году. Однако они работали путем расплавления пластика, а затем его выдавливания из рабочей головки, управляемой цифровым файлом, для создания различных сложных форм. Пластик не нагревается слишком сильно, и им относительно легко управлять даже в условиях невесомости.
С другой стороны, 3D-принтер по металлу (неужели они не могли придумать более изобретательное название?) выводит все на совершенно новый уровень. Также потребовалось серьезно поработать над основным принципом работы принтера по металлу, чтобы сделать его почти достаточно безопасным для использования на МКС.
Анимация, демонстрирующая первый тест печатиESA/NASA
Обычно 3D-принтеры по металлу работают, укладывая слой порошка металлического сплава, затем спекая его с помощью электронного луча или лазера по шаблону на основе цифрового файла. Второй слой автоматически распределяется, и процесс повторяется. В конце излишки порошка удаляются, и конечный продукт готов к шлифовке и полировке.
Достаточно плохо плавить металл в невесомости, но пытаться иметь дело с металлическим порошком не только опасно, но и совершенно непрактично. Разработанный Airbus и Университетом Крэнфилда в Великобритании, 3D-принтер по металлу решает эту проблему, имитируя пластиковый принтер. В рабочую головку подается проволока из нержавеющей стали, и лазер расплавляет ее на месте, прежде чем двигаться дальше, позволяя расплавленной стали немедленно остыть и застыть.
Для дополнительной безопасности вся операция проводилась удаленно в герметичном металлическом ящике.
Как работает 3D-принтер по металлуAirbus
По данным космического агентства, принтер завершил первую из четырех тестовых форм в августе. С точки зрения внешнего вида это было не так уж и много. На самом деле, это довольно грубо, но принтер является демонстратором технологий, показывающим, как такое устройство может помочь будущим миссиям стать более независимыми от Земли, позволяя экипажам самостоятельно изготавливать запасные части или специальное оборудование.
Когда все четыре тестовых формы будут завершены, они будут возвращены на Землю для анализа.
«С печатью первой металлической 3D-формы в космосе исследовательские группы ЕКА достигли важной вехи в создании возможностей производства на орбите», — сказал Даниэль Нойеншвандер, директор по исследованию человека и робототехники в ЕКА. «Это достижение, ставшее возможным благодаря международной и многопрофильной команде, прокладывает путь для дальних и длительных миссий, где изготовление запасных частей, строительных компонентов и инструментов по запросу будет иметь решающее значение».