NASA i drukowanie 3D: Jak NASA 3D drukuje narzędzia w kosmosie
W 2016 roku NASA 3D wydrukowała wielofunkcyjne narzędzie na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, które zostało zaprojektowane przez nastoletniego licealistę. Wielofunkcyjne narzędzie do precyzyjnej konserwacji (MPMT) jest fantastyczną ilustracją tego, co może zrobić druk 3D, a także jest inspirującą historią inżynierską.
W miarę jak druk 3D staje się coraz bardziej powszechny i bardziej wydajny, otwiera nowe możliwości w zakresie produkcji i projektowania, szczególnie w narzędziach do druku 3D do różnych zastosowań. Co może być bardziej ekscytującą granicą niż narzędzia do drukowania 3D w kosmosie?
W Accu jesteśmy przyzwyczajeni do śmiałego podążania tam, gdzie wcześniej nie był żaden dostawca śrub. Oferujemy całą gamę precyzyjnych elementów złącz nych połączonych z plikami CAD gotowymi do druku 3D. Chcemy zobaczyć, jak inni wprowadzają innowacje w kosmosie lub, w tym przypadku, rzeczywistej przestrzeni kosmicznej, więc w tym artykule badamy, w jaki sposób NASA wykorzystuje drukowanie 3D do tworzenia narzędzi, których potrzebuje na orbicie, jak daleko zaszło drukowanie 3D NASA w ciągu dekady i co technologia może umożliwić w następnej kolejności.
Zawartość:
![]()
Odkrywanie wielofunkcyjnego narzędzia do precyzyjnej konserwacji: wielofunkcyjne narzędzie NASA do drukowania 3D
Historia wielofunkcyjnego narzędzia do precyzyjnej konserwacji jest równie interesująca jak samo narzędzie. Wbrew temu, co mogłoby się wydawać, nie został zaprojektowany przez NASA, ale przez ucznia szkoły średniej Roberta Hillana z Enterprise w Alabamie. Jego projekt został wybrany spośród tysięcy zgłoszeń do konkursu projektowego Future Engineers Space Tool w 2014 roku. Konkurs, prowadzony we współpracy pomiędzy Wydziałem Zaawansowanych Systemów Eksploracyjnych NASA i Fundacją Amerykańskiego Towarzystwa Inżynierów Mechanicznych (ASME), miał na celu zachęcenie następnego pokolenia inżynierów i entuzjastów kosmosu do ponownego wyobrażenia sobie, jak może wyglądać narzędzie wielofunkcyjne w zastosowaniach o zerowej grawitacji.
Projekt Hillana, który możesz zobaczyć poniżej, zawiera wiele przydatnych narzędzi i sztuczek projektowych w jednym niezwykłym pakiecie:

Funkcje wielofunkcyjnego narzędzia do precyzyjnej konserwacji:
-
Nasadki wielkości Imperial do mocowania nakrętek sze ściokątnych.
-
Ściągacze drutu.
-
Linijka metryczna.
-
Otwory miernika drutu.
-
Napędy ¼ cala i cala do mocowania różnych gniazd.
-
Ergonomiczny uchwyt.
-
Miejsce na zamocowanie rzepów w celu bezpiecznego zatrzymania narzędzia oraz otwór na karabińczyk do mocowania, jeśli jest to pożądane.
-
Niska waga całkowita, około 31 g, w zależności od użytego materiału.
-
Możliwość drukowania w różnych materiałach dostosowanych do zastosowania.
Geniusz projektu Hillana polega na tym, że rozwiązuje on nie tylko kilka wyzwań inżynieryjnych związanych z rutynową konserwacją, ale także sprytnie dostosowuje się do wyzwań związanych z życiem i pracą na pokładzie orbitującego statku kosmicznego.
Narzędzia regulowane wymagają ruchomych części, ale wprowadza to dodatkowe tolerancje, komplikacje i miejsce na zużycie, które zwiększają szanse na awarię. Na MPMT nie ma ruchomych części, wszystko jest uformowane do narzędzia, więc nie może przypadkowo się uwolnić. Na pokładzie statku kosmicznego o zerowej grawitacji luźne części mogą szybko zgubić się lub, co gorsza, stać się Destruzem Obcych Obiektów (FOD). FOD stanowi poważne zagrożenie dla narażonych elementów mechanicznych i delikatnej elektroniki.
Wiąże się to również z potrzebą stosowania punktów mocowania na rzep i karabińczyk, które zapewniają sposób na zabezpieczenie narzędzia. Kieszenie nie działają z zerową grawitacją, jak na Ziemi, narzędzia muszą być zabezpieczone, przymocowając je do czegoś. Punkty mocowania są inteligentnym sposobem zapobiegania odsuwaniu się narzędzia między zastosowaniami.
Na koniec spójrz na kształt samego narzędzia. Jest pudełkowy, pomimo uważanego ergonomicznego uchwytu. Ale kształt nie jest przypadkowy, jest sprytnie zaprojektowany z myślą o użyciu jedną ręką. Dlaczego? Ponieważ kiedy pracujesz w zerowej grawitacji, musisz zakotwiczyć się w czymś, aby móc faktycznie używać narzędzia. Nie możesz obrócić śrubokręta, jeśli zamiast tego powoduje, że całe twoje ciało obraca się i przewróci. Tak więc wielofunkcyjne precyzyjne narzędzie do konserwacji pozwala trzymać wolną rękę, aby trzymać grodzię, uchwyt lub rozpórkę podtrzymującą podczas dokręcania nakrętki, napędzania śruby lub zdejmowania drutu.
To właśnie takie cechy, poza praktycznością samego narzędzia, sprawiają, że MPMT jest takim cudem inżynieryjnym. Sam plik jest również malutki, co pozwala na wysłanie go przez bardzo znany mechanizm dostawy: e-mail. Plik został wysłany jako załącznik za pośrednictwem bezprzewodowego łącza danych aż do ISS, gdzie można go było pobrać i wydrukować bezpośrednio.
Stworzyliśmy tabelę porównawczą, która ilustruje, w jaki sposób uniwersalne narzędzie do precyzyjnej konserwacji i jego funkcje porównują się z bardziej tradycyjnymi odpowiednikami:
|
Funkcja |
Typowe narzędzie oparte na Ziemi |
Samodzielna masa (ok.) |
Materiał |
Ekwiwalent MPMT |
|
Dokręcanie łącznika (wielowymiarowe) |
Zestaw nasadek lub zestaw kluczy kombinowanych |
1,5 do 3 kg dla zestawu podstawowego |
Chrom-wanad lub stal węglowa |
Wiele zintegrowanych profili kluczy |
|
Mocowanie gniazda |
Uchwyt grzechotkowy z adapterem napędowym |
250 do 600 g |
Stal hartowana |
Wbudowana funkcja napędu |
|
Pomiar miernika drutu |
Wskaźnik pomiarowy AWG |
50 do 150 g |
Płyta ze stali nierdzewnej |
Precyzyjna szczelina miernika |
|
Zdejmowanie drutu |
Izolowane ściągacze drutu |
200 do 350 g |
Szczęki ze stali hartowanej, uchwyt polimerowy |
Funkcja zdejmowania jednostronnego |
|
Razem |
Cztery oddzielne narzędzia |
Ok. 2 do 4 kg |
Metale mieszane |
Jedno drukowane narzędzie polimerowe, na żądanie |
Warto pamiętać, że dostaw nigdy nie jest szybki. Harmonogram startów NASA jest ściśle zarezerwowany, a loty towarowe SpaceX są rezerwowane z miesięcznym wyprzedzeniem, więc każde narzędzie, które nie ma jeszcze na pokładzie ISS, może zająć miesiące. Jeśli coś się zepsuje lub załoga potrzebuje narzędzia, którego nie musi oddać, drukowanie go na żądanie zamienia potencjalne miesięczne oczekiwanie w kilka godzin.
![]()
Jak korzystać z narzędzi do druku 3D w zerowej grawitacji
Projekt Hillana rozwiązał wiele problemów inżynieryjnych na papierze, ale przed użyciem pozostała jedna ogromna przeszkoda: właściwie drukowanie 3D narzędziem w kosmosie.
W ramach wyzwania zwycięski projekt musiał dotrzeć do ISS, niezależnie od jakiegokolwiek startu rakiety. Za pomocą cyfrowego transferu plików projekt został przesłany do stacji, gdzie wyprodukowały go drukarki 3D w zakładzie produkcji addytywnej (AMF).
Drukarki 3D na orbicie są niezwykle podobne do swoich ziemskich odpowiedników. Oba stosują ten sam proces, znany jako FDM (Fused Deposition Modelling).
FDM polega na przepuszczaniu włókna z tworzywa sztucznego przez precyzyjną dyszę o wysokiej temperaturze, która jest częścią głowicy drukarki. Głowica narzędziowa porusza się po trójwymiarowej osi, aby wyciągnąć podgrzane włókno, budując projekt w warstwach poziomych. Nie jest to nowa technologia, ale była to tylko teoretyczna możliwość wykorzystania jej w kosmosie, dopóki nie uzyskano pierwszych wydruków mikrograwitacyjnych w 2014 roku.
Istnieją pewne wyzwania związane z drukowaniem w zerowej grawitacji, których nie ma na Ziemi.
-
Przyczepność warstw w mikrograwitacji: sama grawitacja pomaga w procesie nakładania warstw, pomagając utrzymać wytłaczane tworzywo sztuczne na miejscu podczas jego wiązania. Bez osadzania grawitacyjnego wiązanie warstw opiera się wyłącznie na kontroli termicznej wytłaczanego koralika i łożyska drukującego. AMF wykorzystuje ogrzewaną komorę budowlaną do utrzymania temperatury międzywarstwowej.
-
Przechowywanie materiału: Kontrola materiału jest jeszcze ważniejsza, ponieważ bez grawitacji istnieje możliwość, że luźne tworzywo sztuczne po prostu wypłynie po wytłaczaniu. Aby rozwiązać ten problem, AMF drukuje wewnątrz zamkniętej obudowy, która służy nie tylko bezpieczeństwu załogi przed nagrzanymi oparami polimerowymi, ale chroni delikatne oprzyrządowanie na pokładzie ISS przed zabłąkanym filamentem.
-
Konwekcja: Rozpraszanie ciepła z drukarki jest również wyzwaniem, które należy wziąć pod uwagę, a także praca z bardzo ograniczonymi dostawami. Na Ziemi gorące powietrze unosi się z nadruku, chłodząc wytłaczaną warstwę. Jednak w mikrograwitacji nie ma naturalnej konwekcji. AMF wykorzystuje do tego wymuszoną cyrkulację powietrza. Bez niego głowica drukująca siedziałaby w bańce własnego ciepła.
Na szczęście drukarki AMF są nastawione na rozwiązanie tych wyzwań. Wydruk zakończył się sukcesem i zastosowano uniwersalne narzędzie do precyzyjnej konserwacji. Stanowi nie tylko fantastyczny sposób na zaangażowanie przyszłych inżynierów, ale także otwiera nowe i atrakcyjne opcje produkcji na niskiej orbicie Ziemi.

![]()
Dlaczego druk 3D NASA ma znaczenie
Dlaczego więc narzędzia do drukowania 3D NASA w kosmosie mają znaczenie? Odpowiedź brzmi: użyteczność i możliwość.
Jednym z największych wyzwań związanych z eksploracją kosmosu jest to, że aby obiekt był dostępny w kosmosie, najpierw musi się tam dostać. To może wydawać się oczywiste, ale kiedy masz do czynienia z wystrzeleniem statku kosmicznego, staje się to koszmarem logistycznym.
Na Ziemi jest to rozwiązany problem. Inżynier, który potrzebuje określonego łącznika, może mieć go na ławce następnego dnia za pomocą Accu Pro. Na orbicie żaden z tych łańcuchów dostaw nie istnieje... jeszcze.
W przypadku wystrzelenia rakiety każdy aspekt i wymiar obiektu musi być uwzględniony i starannie zaprojektowany. Nie tylko zajmuje miejsce, co jest już na ogromnej wartości, ale dodaje wagi. Ten ciężar wymaga dodatkowego ciągu do podniesienia, co z kolei wymaga więcej paliwa.
Każdy kilogram ma znaczący wpływ na koszt dotarcia na orbitę i poza nią. Kilogram ładunku wystrzelonego na ISS kosztuje ponad 20 000 dolarów, według danych NASA. Oznacza to, że pudełko zapasowych kluczy wysłanych na wypadek, gdy mogą być potrzebne, reprezentuje dziesiątki tysięcy dolarów powiązanych „na wszelki wypadek”.
Wszystko to oznacza, że wszystko, co trafia w kosmos, musi zasłużyć na swoje miejsce. Choć radością jest mieć warsztat zaopatrzony w każdy możliwy rozmiar klucza lub klucza imbusowego lub wiele części zamiennych każdego łącznika na pokładzie orbitalnego statku kosmicznego lub stacji kosmicznej, jest to po prostu niemożliwe.
W tym miejscu pojawia się druk 3D. Zamiast traktować części zamienne wszystkiego jako redundancję, po zidentyfikowaniu potrzeby narzędzia lub komponentu można je wydrukować w AMF. Zamiast grać na to, co może być potrzebne i próbować odgadnąć awarie komponentów lub wymagania konserwacyjne, NASA może je wydrukować w 3D zgodnie z wymaganiami. Gdyby narzędzie zepsuło się wcześniej, minęłoby miesiące czekania, zanim uda się uzyskać zamiennik. Dzięki tej technologii mogą zrobić nowy na drukarce w ciągu kilku godzin.
Jest to nie tylko o wiele bardziej praktyczne, ale także znacznie zmniejsza wagę. Zamiast przechowywać wiele zapasowych narzędzi, komponentów i elementów złącznych, NASA 3D je drukuje. Wynika to z ich zapasów włókien, co pozwala im utrzymywać bibliotekę potencjalnie tysięcy możliwych przedmiotów bez konieczności ich przechowywania, organizowania i konserwacji.

![]()
Dekada później: od polimeru do metalu druku 3D
Oczywiście nie wszystkie narzędzia lub komponenty mogą być wykonane z tworzywa sztucznego. Nawet wysokowydajne gatunki inżynieryjne, takie jak ABS, używane do drukowania wielofunkcyjnego narzędzia do precyzyjnej konserwacji, mają swoje kompromisy. Narzędzia NASA muszą być wykonane z różnych materiałów, przy czym metal jest wymagany do bardziej uciążliwych i specjalistycznych zastosowań.
Znaczne postępy w technologii druku 3D oznaczają teraz, że możliwość drukowania w metalu, a nie plastiku, nie jest już science fiction. W przeciwieństwie do druku FDM, metal może być drukowany w 3D przy użyciu procesu zwanego Directed Energy Deposition. Metal zamiast włókna dociera przez głowicę narzędziową w postaci proszku lub drutu, gdzie jest topiony i topiony w ciało stałe za pomocą lasera.
Elementy metalowe drukowane 3D są dostępne w różnych stopach, w zależności od wymagań aplikacji. Tytan, aluminium i stal mogą być używane w odpowiedniej drukarce do produkcji różnych narzędzi lub komponentów.
To, co jest tutaj godne uwagi, i jak odnosi się to do drukowania 3D poza wielofunkcyjnym narzędziem NASA, jest to, że jest już na miejscu. Zakład Produkcji Additywnej był już wielokrotnie modernizowany od czasu jego początkowej instalacji, a w 2024 roku ISS odebrała drukarkę 3D zdolną do drukowania przedmiotów metalowych. Już używają go do produkcji wydruków testowych, więc nie jest to już pomysł teoretyczny. To praktyczna rzeczywistość.
To niezwykle ważny krok. Przy całej trwałości polimerów, takich jak ABS, nie są w stanie sprostać warunkom obecnym na zewnątrz statku kosmicznego. Temperatury mogą wahać się od -150 °C w cieniu do +120 °C pod wpływem bezpośredniego światła słonecznego na niskiej orbicie Ziemi. W takich warunkach polimery w najlepszym razie ucierpiałyby na peł zanie lub w najgorszym przypadku pękają, co oznacza, że metal jest jedynym materiałem zdolnym wytrzymać wahania termiczne. Jest to jedyny realny wybór do produkcji części zamiennych, które mogą działać pod ekstremalnym obciążeniem.

![]()
Co dalej: nadchodząca dekada produkcji na orbicie
„Jeśli możesz przesłać plik do stacji tak szybko, jak możesz wysłać wiadomość e-mail, otwiera to nieskończone możliwości dla wszystkich rodzajów rzeczy, które możesz wykonać, od komponentów CubeSat (satelity) po sprzęt eksperymentalny. Możemy nawet być w stanie stworzyć obiekty, których wcześniej nie można było nawet wystrzelić w kosmos”.
Niki Workheiser
Kierownik programu drukarki 3D stacji kosmicznej, NASA Marshall Space Flight Center (2014)
Gdyby pierwsze dziesięć lat produkcji na orbicie odpowiedziało „czy możemy?” , następna dziesięć odpowie „ile?” , „jak duży?” i „jak daleko od Ziemi?” Wielofunkcyjne precyzyjne narzędzie do konserwacji udowodniło, że narzędzie polimerowe można zaprojektować na Ziemi i wydrukować na żądanie w kosmosie. Drukarka metalowa 2024 udowodniła, że ten sam przepływ pracy może obsługiwać stopy strukturalne poprzez drukowanie metali. Każdy kamień milowy skrócił lukę między inżynierem myślącym o części a astronautą trzymającym ją. Prace dotyczą teraz dalszego zamknięcia tej luki i przesunięcia przepływu pracy dalej od niskiej orbity Ziemi.
Większe struktury, drukowane na orbicie
Naturalny postęp polega na narzędziach drukarskich po drukowanie sprzętu konstrukcyjnego. Kratownice, wysięgniki antenowe, wsporniki nośne i panele siedliskowe są kandydatami, szczególnie gdy są zbyt duże, aby zmieścić się w ładunku w celu wystrzelenia w ostatecznej formie. Programy takie jak Archinaut firmy Made In Space, od czasu przejęcia przez Redwire, już wytłaczały belki konstrukcyjne w testach komór próżniowych, aby symulować środowiska o zerowej grawitacji. Wypłata inżynierska jest znacząca, ponieważ komponenty zbudowane na orbicie mogą być zaprojektowane dla obciążeń, które faktycznie tam napotykają, a nie do znacznie wyższych obciążeń startowych.
Materiały w zamkniętej pętli i recykling
Eksperyment Refabricator z 2019 r. Udowodnił, że odpady polimerowe na ISS można ponownie zaplanować i ponownie wytłaczać do świeżego włókna do druku 3D. W powiększeniu jest to pierwszy krok w kierunku gospodarki materiałów o obiegu zamkniętym na orbicie. W przypadku misji na Marsie, gdzie każdy kilogram surowca jest wysyłany po ogromnych kosztach, recykling staje się jeszcze bardziej niezbędny. Nieudane wydruki, a nawet narzędzia, które spełniły swoje zadanie i nie są już potrzebne, mogą zostać poddane recyklingowi, aby stać się narzędziami o nowych celach.
Produkcja księżycowa i marsjańska
W tym miejscu technologia staje się prawdziwie transformacyjna. Architektura NASA od Księżyca do Marsa ujawniła poważne badania nad konstrukcją opartą na regolicie, wykorzystując pył księżycowy lub marsjański jako surowiec zamiast kruszyw wysyłanych z Ziemi, podobnie jak to, co było już używane w betonowym druku 3D. Siedliska, lądowiska i schroniska radiacyjne są na stole. Próby naziemne z użyciem symulantów regolitu wytwarzają już strukturalnie solidne wydruki testowe.
Koniec problemu dostaw
Argument ekonomiczny, który uzasadniał MPMT, przybiera na wadze tylko im dalej misja podróżuje z Ziemi. Zepsuty wspornik na ISS jest niedogodnością. Ta sama przerwa w pojeździe zmierzającym do Marsa ma kluczowe znaczenie, bez opcji dostaw. Produkcja na orbicie jest przydatna nie tylko w przypadku długotrwałych misji. To może być jedyna realna odpowiedź.
Nic z tego nie dzieje się bez inżynierów chętnych do zaprojektowania środowiska, którego nigdy nie odwiedzą. Co rodzi oczywiste pytanie: skąd pochodzą ci inżynierowie?
Odpowiedź pochodzi z konkursów takich jak Future Engineers, w których wziął udział Robert Hillan i wygrał. Studenci i organizacje, takie jak Accu, które ich wspierają i pielęgnują, wspierają kolejne pokolenie inżynierów, którzy będą analizować problemy lotów kosmicznych i znaleźć innowacyjne i genialne rozwiązania.

![]()
Dekada kamieni milowych produkcji w kosmosie
Ostatnia dekada produkcji w kosmosie dzieli się na wyraźną sekwencję pierwszych, od dowodu koncepcji po metal konstrukcyjny. Oto krótki przegląd najważniejszych wydarzeń w tej dziedzinie:
|
Rok |
Kamień milowy |
Używany sprzęt |
Materiał |
Operator |
Znaczenie |
|
2014 |
Pierwszy obiekt 3D wydrukowany w przestrzeni |
Drukarka 3D Made In Space (dowód koncepcji) |
Włókno polimerowe ABS |
NASA/Wyprodukowano w kosmosie |
Sprawdzony FDM oparty na ekstruzji działa w mikrograwitacji |
|
2016 |
Pierwsze narzędzie zaprojektowane przez uczniów wydrukowane w przestrzeni |
Zakład produkcji dodatków |
Włókno polimerowe |
NASA/ASME/Wyprodukowano w kosmosie |
Projekt crowdsourcingowy przesłany z Ziemi, drukowany na żądanie |
|
Od roku 2017 |
Działalność komercyjnego zakładu produkcji dodatków |
Zakład produkcji dodatków |
Wiele włókien polimerowych |
Wyprodukowano w kosmosie (obecnie Redwire) |
Stała usługa produkcji na orbicie dostępna dla klientów komercyjnych |
|
2019 |
Próby integracji z recyklerami |
Refabrikator |
Filament polimerowy z recyklingu |
NASA/Tethers Unlimited |
Cykl materiałów w zamkniętej pętli sprawdzony w mikrograwitacji |
|
2024 |
Pierwsza metalowa część 3D wydrukowana w przestrzeni |
Metalowa drukarka 3D |
Stal nierdzewna |
ESA/Airbus |
Krok od polimeru do stopów metali strukturalnych |
|
2026 i później |
Produkcja metalu na orbicie skaluje się w kierunku gotowości na Marsa |
Następne drukarki metalowe |
Stal nierdzewna, z eksperymentami z dalszymi stopami |
NASA, ESA, partnerzy handlowi |
Praca nad celem misji na Marsie opisanego w 2014 roku Niki Werkheiser |
![]()
Kluczowe wnioski
Wielofunkcyjne narzędzie do precyzyjnej konserwacji NASA pokazuje, jak daleko zaszedł druk 3D: projekt wysłany z Ziemi, wydrukowany na zamówienie na orbicie i oddany prosto do pracy. To samo myślenie na żądanie zmienia sposób pracy inżynierów w terenie, dlatego Accu oferuje model CAD do pobrania dla każdego standardowego komponentu z zakresu ponad 750 000 komponentów precyzyj nych, które mamy w magazynie. Możesz wydrukować 3D część do prototypu i sprawdzić dopasowanie przed przystąpieniem do gotowego przedmiotu. Niezależnie od tego, czy warsztat jest ławką, czy ISS, zasada obowiązuje: rób to, czego potrzebujesz, kiedy tego potrzebujesz.
-
MPMT było pierwszym narzędziem zaprojektowanym przez studentów wydrukowanym w przestrzeni kosmicznej. Nie będzie to ostatnie narzędzie zaprojektowane przez uczniów wydrukowane w przestrzeni.
-
Narzędzia do druku 3D w mikrograwitacji przeszły od dowodu koncepcji do rzeczywistości operacyjnej w ciągu nieco ponad dekady. Historia NASA i druku 3D to postęp przyrostowy, ale transformacyjny.
-
Ekonomia, która uzasadniła wielofunkcyjne narzędzie polimerowe w 2016 roku, uzasadnia teraz metalowe części konstrukcyjne i uzasadnią produkcję na Marsie w ciągu najbliższych dwóch dekad.
-
Następna generacja inżynierów nie projektuje już dla Ziemi. Projektują na orbitę od pierwszego dnia.
Dalsze czytanie:
![]()
Często zadawane pytania
P: Kto zaprojektował wielofunkcyjne precyzyjne narzędzie do konserwacji?
Odp.: Wielofunkcyjne narzędzie do precyzyjnej konserwacji zostało zaprojektowane przez Roberta Hillana, licealistę w Enterprise w Alabamie jesienią 2014 roku. Był studentem drugiego roku na UAH (University of Alabama w Huntsville) według druku z czerwca 2016 r. Zaprojektował wielofunkcyjne narzędzie drukowane 3D na potrzeby konkursu projektowego Future Engineers Space Tool i został ogłoszony zwycięzcą w 2015 roku.
Jako zwycięzca musiał wyjść za kulisy i obejrzeć, jak narzędzie znika z linii produkcyjnej za pośrednictwem łącza wideo na żywo z Centrum Integracji Operacji Ładunku w Marshall Space Flight Center NASA w Huntsville w Alabamie.
P: Jakie było pierwsze narzędzie do drukowania 3D w kosmosie?
Odp.: Wielofunkcyjne precyzyjne narzędzie do konserwacji nie było pierwszą rzeczą wydrukowaną w przestrzeni ani pierwszym narzędziem wydrukowanym w przestrzeni kosmicznej, chociaż stanowi znaczącą innowację w obu przypadkach.
Pierwszym obiektem 3D wydrukowanym w kosmosie była mała płyta czołowa z napisem „Made In Space”, nazwa firmy kontraktowanej przez NASA, aby udowodnić, że druk 3D będzie działał w mikrograwitacji. Został wydrukowany w 2014 roku i został zaprojektowany do przymocowania do przodu samej drukarki.
Pierwszym narzędziem drukowanym 3D w kosmosie był klucz zapadkowy, również wydrukowany przez Made In Space na zaprojektowanej przez nich drukarce. Został zaprojektowany przez Noah Paul-Gin z Made In Space i wysłany pocztą elektroniczną do ISS, ten sam system dostarczania, który został użyty do dostarczenia projektu wielofunkcyjnego narzędzia do precyzyjnej konserwacji na stację.
P: Z jakiego materiału powstały pierwsze wydrukowane obiekty 3D w kosmosie?
Odp.: Zarówno tablica Made In Space, jak i klucz zapadkowy zostały wydrukowane z włókna z tworzywa ABS, dzięki czemu są wytrzymałe i trwałe. Co ważne, pliki do ich wydrukowania zostały utworzone na Ziemi i wysłane do ISS za pośrednictwem łącza danych.
Udowodniło to, że drukowanie na żądanie może być wykonywane z ziemi, gdzie projekty można dowolnie udoskonalać i prototypować, zanim gotowy plik zostanie wysłany do AMF w celu wydrukowania.
P: Jakiej drukarki 3D używa NASA na ISS?
Odp.: Międzynarodowa Stacja Kosmiczna obsługiwała kilka drukarek 3D w ciągu ostatniej dekady. Obecnym kołem roboczym dla druku polimerowego jest Additive Manufacturing Facility (AMF), zbudowany przez Made In Space, od czasu przejęcia przez Redwire i zainstalowany na ISS w marcu 2016 roku. AMF drukuje w szeregu polimerów klasy kosmicznej, w tym ABS, polieterimidu i polietylenu o wysokiej gęstości. To drukarka, która wyprodukowała wielofunkcyjne precyzyjne narzędzie do konserwacji w czerwcu 2016 roku.
W przypadku druku metalu ISS odebrała osobną maszynę w styczniu 2024 r. Ta metalowa drukarka 3D, zbudowana przez Airbus Defence and Space dla Europejskiej Agencji Kosmicznej, wykorzystuje laser do topienia drutu ze stali nierdzewnej i osadzania go warstwa po warstwie. Wyprodukował swoje pierwsze próbki testowe i stanowi znaczący krok poza produkcję wyłącznie polimerów na orbicie.
Obie drukarki otrzymują pliki projektowe w taki sam sposób, w jaki narzędzie Roberta Hillana dotarło do stacji: przez łącze danych z Ziemi.
P: Gdzie mogę pobrać narzędzia NASA do druku 3D?
Odp.: Plik STL dla wielofunkcyjnego narzędzia do precyzyjnej konserwacji można znaleźć tutaj na stronie internetowej NASA do pobrania za darmo. Dlaczego nie wydrukować jednego i wypróbować go samemu?
Możesz także pobrać i wydrukować własną wersję słynnego klucza, pierwszego narzędzia 3D wydrukowanego w kosmosie.
P: Jakie formaty plików do drukowania 3D oferuje Accu i jak uzyskać do nich dostęp?
Odp.: Accu zapewnia bezpłatne modele 3D CAD dla każdego standardowego komponentu w trzech formatach: STEP (.stp), IGES (.igs) i STL (.stl). STEP i IGES są importowane do oprogramowania CAD, takiego jak SolidWorks, Onshape i Fusion 360 do prac projektowych, podczas gdy STL to format siatki wysyłany bezpośrednio do drukarki 3D lub krajalnicy, dzięki czemu można wydrukować komponent do prototypowania i testowania dopasowania przed wykonaniem gotowej części.
Aby go pobrać, zaloguj się na swoje konto Accu (lub ut wórz darmowe konto), otwórz stronę produktu dla potrzebnego komponentu, wybierz zakładkę „Modele 3D CAD”, wybierz format i kliknij Pobierz. Darmowe konta mogą pobierać do 20 modeli dziennie. Jeśli potrzebujesz formatu, którego nie wymieniamy, nasz zespół ds. rozwiązań dla klientów może często dostarczyć alternatywy na żądanie.
![]()