美宇航局與3DCeram合作評(píng)估航天陶瓷3D打印技術(shù)

2024年8月15日，南極熊獲悉，3DCeram Sinto公司已與美國國家航空航天局（NASA）馬歇爾太空飛行中心簽署合同，正式成為NASA的官方合作伙伴。合同由雅各布斯太空探索集團(tuán)（Jacobs Space Exploration Group）授予。

△經(jīng)過5-6個(gè)月的太空沖壓暴露后，MISSE 2托盤1連接到國際空間站氣閘艙的斜視圖

根據(jù)合同，3DCeram的C1000 FLEXMATIC 3D打印機(jī)將用于制造陶瓷材料樣品，并在太空及其他極端環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試。作為NASA材料國際空間站實(shí)驗(yàn)（MISSE）計(jì)劃的一部分，首批測(cè)試部件將即刻進(jìn)行3D打印。這些材料樣品將被附著于國際空間站（ISS）的外部，以評(píng)估其在低地球軌道（LEO）中的性能和耐用性。

3DCeram計(jì)劃在它的Grand Ledge工廠生產(chǎn)20個(gè)樣品部件，并預(yù)計(jì)明年將它們發(fā)射至國際空間站。這一項(xiàng)目標(biāo)志著評(píng)估航天器外表面陶瓷材料性能的新進(jìn)展。通過在低地球軌道上的長期測(cè)試，3DCeram希望利用C1000 FLEXMATIC 3D打印機(jī)生產(chǎn)適合飛行的熱結(jié)構(gòu)和隔熱罩，進(jìn)一步推動(dòng)航天材料技術(shù)的進(jìn)步。

△C1000 FLEXMATIC 3D打印機(jī)

NASA采用3DCeram的陶瓷3D打印技術(shù)

C1000 FLEXMATIC于2022年推出，是一款立體光刻（SLA）陶瓷3D打印機(jī)，旨在應(yīng)對(duì)大規(guī)模生產(chǎn)的工業(yè)挑戰(zhàn)。該系統(tǒng)針對(duì)批量生產(chǎn)應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，設(shè)計(jì)為易于集成到半自動(dòng)化生產(chǎn)工作流程中。其可拆卸的儲(chǔ)罐實(shí)現(xiàn)了3D打印部件的在線處理。

該陶瓷3D打印機(jī)的構(gòu)建體積為320 x 320 x 200毫米，能夠幫助NASA 3D打印大規(guī)模、完全致密的部件，以及較小部件的大批量生產(chǎn)。

在Formnext 2023期間，3DCeram的銷售經(jīng)理Maxence Bourjol表示：“在一次生產(chǎn)運(yùn)行中，可以輕松地在打印平臺(tái)上放置數(shù)百個(gè)小零件。”

通過MISSE計(jì)劃，3DCeram的3D打印樣品將在國際空間站外部附著六個(gè)月。這將幫助NASA深入了解陶瓷材料如何在太空條件下表現(xiàn)，尤其是如何承受惡劣的太空環(huán)境，包括零重力和持續(xù)的太陽輻射。

△NASA 3D打印鋁制RAMFIRE火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴

3D打印太空專用部件

美國宇航局長期以來一直采用增材制造技術(shù)，大量利用3D打印來生產(chǎn)太空用部件。去年，該組織成功測(cè)試了3D打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴，這是RAMFIRE（第四次工業(yè)革命）項(xiàng)目的一部分。

NASA馬歇爾太空飛行中心的工程師與材料開發(fā)商Elementum 3D合作開發(fā)了3D打印的 RAMFIRE噴嘴。合作伙伴創(chuàng)造了一種可焊接的鋁材料，具有火箭發(fā)動(dòng)機(jī)所需的耐熱性能。據(jù) NASA稱，新噴嘴比傳統(tǒng)制造的噴嘴更輕，有助于攜帶更重有效載荷的深空任務(wù)。