การพิมพ์ 3 มิติทำได้อย่างไรในอวกาศ

บทความนี้ระบุว่าการพิมพ์ 3 มิติได้สำเร็จในอวกาศนอกสถานีอวกาศนานาชาติ

ฉันอยากรู้ว่าสิ่งนี้ทำงานอย่างไรแตกต่างจากการพิมพ์ 3 มิติบนโลก มีมาตรการพิเศษที่จำเป็นต้องดำเนินการเพื่อให้แน่ใจว่าไส้หลอดจะถูกอัดอย่างถูกต้องบนเตียงพิมพ์หรือในระหว่างขั้นตอนอื่น ๆ ?

เป็นไปได้มากว่าเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ใช้กับสถานีอวกาศนานาชาตินั้นไม่ได้รวมความแตกต่างพื้นฐานบางอย่างที่ทำให้พวกเขาสามารถพิมพ์ด้วยแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ได้

บางคนที่ไปที่3Dprint.comได้ตั้งคำถามที่คล้ายกันขึ้นมาและคิดว่าเมื่อหันเครื่องพิมพ์ 3 มิติกลับหัวและคว่ำลง:

ไม่มีอะไรแตกต่างกันมากนัก มันค่อนข้างน่าสนใจที่จะเห็นว่าการวางแนวมีผลต่อคุณภาพเพียงเล็กน้อย

หนึ่งในแบบจำลอง 3 มิติเครื่องพิมพ์ต้น - The Bukitoเครื่องพิมพ์ - แสดงให้เห็นว่าพวกเขาคือเครื่องพิมพ์แบบพกพาเพื่อที่จะได้สามารถพิมพ์ในการย้ายและลงกลับหัวกลับหาง

กล่าวอีกนัยหนึ่งว่าเครื่องพิมพ์ 3D สำหรับผู้บริโภคบางส่วนได้พิมพ์กลับหัวแล้วดังนั้นพวกเขาอาจจะพิมพ์ด้วยแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์เช่นกัน!

(นั่นเป็นเรื่องสั้น ๆ ลองดูที่โพสต์ของ Ryan ที่ให้คำอธิบายที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับการพิมพ์อวกาศที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น!)

ในการตอบคำถามของคุณคุณต้องพิจารณาว่าเส้นใยที่หลอมละลายเกาะติดกับเตียงพิมพ์และชั้นอื่น ๆ อย่างไรและถ้าแรงโน้มถ่วงมีผลกระทบต่อวิธีการยึดเกาะ คำตอบคือแรงโน้มถ่วงที่ไม่ได้มีผลกระทบต่อการจริงใน itivity ติดไปของไส้หลอด แต่พลาสติกยึดติดกับพื้นผิวเตียงพิมพ์แล้วเลเยอร์ต่อมาจะหลอมรวมกับเลเยอร์ก่อนหน้า แรงโน้มถ่วงไม่ส่งผลกระทบต่อวิธีการป้อนใยหรือการเคลื่อนที่ของสายพานและเกียร์ ตัวยึดม้วนเส้นใยบางอันอาจไม่สามารถใช้งานได้หากไม่ยึดม้วนและเครื่องพิมพ์ต้องถูกหนีบลงด้วย แต่น่าแปลกใจที่ไม่มีอะไรที่ต้องทำแตกต่างกันเพื่อให้เครื่องพิมพ์ทำงานในอวกาศ

ปัญหาเฉพาะพื้นที่ขนาดใหญ่แรกคือคุณภาพอากาศที่แท้จริง คุณไม่สามารถเปิดหน้าต่างเพื่อปลดปล่อยกลิ่นหลอมเหลว - ABS จากสถานีอวกาศนานาชาติ!

เครื่องพิมพ์ FFF นำเอาควันและอนุภาคนาโนออกมา ในสถานีอวกาศอากาศเดียวกันได้รับการรีไซเคิลซ้ำแล้วซ้ำอีกและระบบฟอกอากาศมีชุดของสารปนเปื้อนเฉพาะที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมเช่นเดียวกับความสามารถในการออกแบบสำหรับการหมุนเวียนอากาศและอัตราการกำจัดสารเคมีที่จะไม่ถูกปรับ เพียงเพราะใครบางคนกำลังพิมพ์วงล้ออวกาศในวันนี้ การปกป้องคุณภาพอากาศในห้องโดยสารเป็นปัจจัยการออกแบบที่ยิ่งใหญ่สำหรับการทดลองใด ๆ ที่เข้าสู่อวกาศ

การทดลองพิมพ์ในอวกาศบน ISS จนถึงปัจจุบันได้ถูกดำเนินการในหนึ่งในห้องทดลองสูญญากาศดังนั้นควันที่ไม่มีการกรองใด ๆ ในระยะยาวสิ่งนี้จะไม่ได้ผล - การทดลองอื่น ๆ อาจต้องใช้ห้องสูญญากาศหรือเครื่องพิมพ์ "การผลิต" อาจใหญ่เกินไปที่จะพอดี ดังนั้นเครื่องพิมพ์จำเป็นต้องมีระบบฟอกอากาศภายในของตัวเอง

อีกข้อ จำกัด ของการออกแบบ MAJOR คือการเอาตัวรอด Rocket payloads จะต้องได้รับการออกแบบสำหรับแรง g มากโดยไม่มี 1) ความเสียหายหรือ 2) การเคลื่อนที่ของมวลภายในที่สำคัญซึ่งจะส่งผลต่อจุดศูนย์กลางแรงโน้มถ่วง

น้ำหนักบรรทุกรวมทั้งหมดก็มีความสำคัญเช่นกัน: การยกมวลขึ้นสู่วงโคจรของโลกต่ำนั้นมีราคาแพง

น่าแปลกที่สภาพแวดล้อมของคลื่นแรงโน้มถ่วงนั้นไม่ได้เป็นเรื่องใหญ่ พลาสติกหลอมเหลวมีความหนืดสูงและอยู่ในตำแหน่งที่คุณวางไว้นานพอที่จะแข็งตัวตราบใดที่มันเกาะติดอะไรบางอย่าง แต่ผลกระทบสองอย่างเกิดขึ้นในใจ

• ก่อนอื่นแกนหลอดที่ไม่มีหลักประกันจะพยายามคลายตัวเอง แรงโน้มถ่วงจะไม่ให้แรงเสียดทานการติดต่อที่เรามักจะพึ่งพาเพื่อเก็บสิ่งของจากรังนก (ลองคิดดูสิ: แปลที่มีบาดแผลแน่นเป็นขดสปริงยักษ์)
• ประการที่สองการไหลของความร้อนมีความแตกต่างกันในระดับน้ำหนักเบา - คุณไม่สามารถพึ่งพาการพาความร้อนแบบพาสซีฟเพื่อทำให้งานพิมพ์หรือมอเตอร์เย็นลง ที่พักจะต้องทำเพื่อการไหลเวียนของอากาศที่เพียงพอและการระบายความร้อนในทุกสิ่งที่ต้องการความเย็น และนั่นรวมถึงตัวเครื่องด้วยเช่นเดียวกับที่กล่าวไว้ข้างต้นห้องพิมพ์จะต้องผนึกแน่นเพื่อควบคุมคุณภาพอากาศ

ในที่สุดความน่าเชื่อถือเป็นสิ่งสำคัญ อเมซอนยังไม่ส่งมอบให้กับสถานีอวกาศนานาชาติ (ยัง) แม้แต่สกรูที่ถอดแยกชิ้นเดียวอาจนำเครื่องพิมพ์ออกจากคณะกรรมการเป็นเวลาหลายเดือนจนกระทั่งชิ้นส่วนทดแทนสามารถเข้าสู่การเปิดตัวเสบียงที่กำลังจะมาถึงได้ การให้เครื่องพิมพ์ลุกไหม้เนื่องจากมีบางสิ่งที่ shorted จะเป็นหายนะ

ดังนั้นจริงๆแล้วมันคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับการทำให้เครื่องพิมพ์มีความแข็งแรงพอที่จะทำให้มันอยู่ที่นั่นทำงานได้อย่างปลอดภัยและไม่แตกหัก การพิมพ์กลับหัวเป็นเรื่องเล็กน้อยเมื่อเปรียบเทียบ