Специалисты из Немецкого научно-исследовательского института BAM (Федеральное министерство исследований и испытаний материалов) впервые изготовили металлический инструмент с помощью аддитивных технологий в условиях невесомости. В прошлом году BAM тестировал возможности керамической 3D-печати на борту космического корабля, применив вакуумную систему для скрепления слоёв порошка. На этот раз усовершенствованный процесс 3D-печати использовался для производства металлического гаечного ключа.

Йенс Гюнстер, руководитель проекта и глава подразделения BAM по керамической обработке и биоматериалам, сообщил следующее: «Мы впервые применили совершенно новую технологию для 3D-печати гаечного ключа в условиях нулевой гравитации в нашей последней параболической полетной кампании в марте».

Печать гаечного ключа в условиях невесомости открывает учёным новые возможности для внедрения технологий 3D-печати в миссиях по исследованию космоса. Использование аддитивных технологий так же может стать эффективным инструментом для сокращения расходов на космические полёты, поскольку любое запасное оборудование, которое перевозится космическим аппаратом, означает наличие дополнительного веса на борту и требует намного больше топлива для выведения корабля на орбиту. Между тем, относительно недорогие 3D-принтеры и материалы могут использоваться для производства необходимых запасных частей по требованию уже в космосе.

Технологии 3D-печати применяются на борту Международной космической станции для создания ряда различных функциональных компонентов, однако до сих пор астронавты не использовали для этого металл в качестве исходного материала. 3D-печать в космосе ограничивалась возможностями FDM-принтеров, которые работали с термопластами или полимерами. Металлическая 3D-печать при нулевой гравитации является более сложной процедурой из-за применения порошков.

В процессе металлической 3D-печати используется слой порошка, который избирательно расплавляется или сплавляется лазерами, и учёные активно искали способ стабилизации этого порошкового слоя в условиях нулевой гравитации. Отсутствие силы тяжести затрудняет хранение зёрен порошкообразного слоя. Более того, металлические порошки также потенциально огнеопасны и взрывоопасны.

В методе, разработанном исследовательской группой BАМ, использовалась защитная газовая атмосфера. Технологический газ, в данном случае азот, проводился через порошковые слои с помощью специального насоса. Новая технология оказалась весьма эффективной для стабилизации порошкового слоя.

Ранее подобная технология была испытана в двух параболических полетных кампаниях, которые проводились в сотрудничестве с Технологическим университетом Клаусталя и Институтом композитных структур и адаптивных систем Германского аэрокосмического центра (DLR) в Брауншвейге. Система будет продемонстрирована на выставке Hannover Messe в этом году.

Источник