不伦瑞克工业大学(TUB)的研究人员提出,在卫星上安装3D打印机,以实现太空中的增材制造。
这一提案的背后逻辑在于,当前航天器的尺寸受到火箭整流罩尺寸的限制,因此大型结构需要采用复杂且成本高昂的组装或折叠方法。而一种替代方案是使用增材制造进行太空制造(ISM),这样可以在不承受发射应力的情况下创造出更大、更高效的设计。
利用自由飞行卫星进行太空增材制造
模块化自由飞行器的配置包括推进、服务和有效载荷模块(A),以及正在工作的机械臂(B)和打印头(C)的特写视图(图片来源:TUB)
增材制造的低废料和灵活性使其非常适合太空制造,国际空间站上的增材制造设施等实验已经展示了其可行性。像“轨道工厂II”和“OSAM-2”这样的任务计划将增材制造扩展到太空中更大、更实用的结构。
熔融沉积成型(FDM)在太空制造领域具有显著前景,其适用于微重力环境,无需液体或粉末,且热需求较低。这种方法能够制造出稀疏、承载效率高的结构,如桁架,这对于大型太空系统至关重要。
该提案的方法涉及使用装备有机械操纵臂和FDM打印头的自由飞行卫星,分段制造大型结构,然后再进行组装。这一概念已经在模拟微重力环境中使用风扇驱动的机器人和空气轴承台进行了测试,展示了在太空中制造无限长度结构的潜力。
TUB的方法在太空制造领域取得了重大进展,它将增材制造的灵活性与微重力环境的优势相结合,为高效、大规模太空结构的制造提供了可能。
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