科学家开展微重力3D打印测试,为太空金属粉末3D打印铺路

国际金属加工网 2017年11月14日

3D打印在太空有巨大的应用潜力,毕竟这项技术制造产品的速度和效率使其非常适合用于资源有限的环境。然而,到目前为止,我们尚不清楚微重力对3D打印过程的影响。为此,德国联邦材料研究与测试部(BAM)、克劳斯塔尔工业大学和德国航空航天中心(DLR)合作开展了一个项目,名为“失重状态下的粉末增材生产”,以进一步调查微重力对3D打印的影响,加快太空3D打印时代的到来。

在一个为期五天的时间里,研究人员在非常低的重力下进行了粉末3D打印实验,这也是DLR第30次抛物线飞行活动的一部分。

法国公司Novespace代表DLR组织了这些飞行活动,载体是一架空客310飞机。为了进行3D打印实验,飞机里有一个大型实验室。飞机从波尔多的一个机场起飞,越过大西洋。每天,飞机会飞出31条抛物线飞行,整个活动一共会持续四天。每次飞行时,参与者有22秒左右的时间处于失重状态,四天下来,一共体验到35分钟的失重。

NASA一直在国际空间站上使用一台3D打印机,但这是一台基于塑料的FDM 3D打印机,其运行方式与粉末床系统不同。此次联合项目的重点在于生产单个3D打印部件,以及开发出一种方法来稳定在微重力环境下的金属粉末。在过去,要做到这一点非常难,因为没有引力对其施加压力的“打印床”无法结合在一起。

为了在逐层打印过程中稳定3D打印件,研究人员使用了一个空气-气体流动吸入系统。在没有重力的情况下,粉末可以借助真空保持在预定的位置。研究人员成功打印出一个设定对象的30层,这是一个非常有希望的开始。事实证明,这种方法不仅能在这些极端条件下稳定3D打印过程,吸入系统也可能用于优化地球上的日常3D打印。


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