3D打印机制造商Stratasys正在为即将到来的月球任务提供增材制造材料,旨在测试其在月球表面的性能。
由诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)赞助和牵头,这项任务将重点关注两种不同实验中的三种材料。这些实验是宙斯盾航空航天公司首次空间科学与技术评估设施任务(SSTEF-1)不可或缺的一部分。SSTEF是一项商业太空测试服务,由位于德克萨斯州休斯顿的Aegis Aerospace根据NASA的引爆点计划构思和开发。其主要目标是在月球表面提供研发服务。
作为月球任务的一部分,Stratasys将提供运往月球表面的3D打印样品,这些样品由无人着陆器在同样由Stratasys通过AM制造的载体结构内运输。航母结构由ULTEM 9085热塑性塑料制成,具有商用飞机内饰中常见的材料成分。
“增材制造是太空任务的一项重要技术,在太空任务中,每一盎司的重量都很重要,高性能至关重要,”首席工业商务官Rich Garrity说。“这组实验将帮助我们了解如何充分利用3D打印来确保人员和设备在我们前往月球和更远的地方时的安全。Stratasys FDM Antero 840CN03 辐射实验外壳带有红色 Stratasys ULTEM 9085“飞行前移除”盖,可在运输到月球和安装在月球表面时保护测试样品。照片来自 Stratasys。航空航天应用的辐射屏蔽
在第一个实验中,目的是评估使用 Stratasys 的 Antero 800NA 熔融沉积建模 (FDM) 灯丝制造的样品试样部件的性能,该灯丝已用钨增强。该公司表示,Antero 800NA以其高性能特性而闻名,是一种源自PEKK的热塑性化合物,以其强大的机械性能、耐化学性和最小的释气而闻名。
钨的加入有助于增强材料屏蔽潜在有害辐射的能力,包括伽马射线和X射线。根据 Stratasys 的说法,地面测试表明辐射剂量有可能减少 50%。
第二个实验采用Antero 840CN03 FDM灯丝,将观察3D打印材料在太空中的性能。这种灯丝因其静电放电 (ESD) 特性而著称,使其适用于电子元件,并且以前曾在猎户座航天器上使用过。
此外,该实验还将采用一种新型ESD光敏聚合物,该光敏聚合物由Stratasys的合作伙伴汉高开发,专门用于部署Stratasys的Origin One 3D打印机,该打印机可承受高温环境。3D打印材料的试金券样品将在模拟月球尘埃、容易放气的低压以及月球稀薄大气层(也称为外逸层)的快速温度波动条件下进行测试。这些材料是Stratasys和Northrup Grumman之间实验的一部分,旨在测试某些3D打印材料在月球条件下的承受能力。照片来自 Stratasys。航空航天增材制造测试
航空航天应用的增材制造测试在保持高质量标准的同时,能够开发轻量化、复杂和定制的组件,对于改进航空航天技术至关重要。
因此,通过利用国际空间站(ISS)国家实验室,美国航空航天和国防承包商L3Harris正在测试低地球轨道(LEO)卫星组件的3D打印材料。作为SpaceX商业补给服务(CRS)-27任务的一部分,该项目的重点是测试3D打印的射频电路和光子材料。该实验由宙斯盾航空航天公司管理,评估材料对空间条件的弹性,帮助卫星制造,并可能通过光子集成电路改善卫星通信。
此外,3D Systems 验证了 NASA GRX-810 的性能,GRX-810 是一种激光粉末床熔融 (LPBF) 高温合金,具有出色的航空航天机械性能。据该公司称,氧化物分散强化合金具有改变行业的潜力,拥有无与伦比的强度、延展性和耐热性。
使用 3D Systems 的直接金属打印 (DMP) 平台进行测试,该材料显示出用于火箭发动机等关键部件的前景。3D Systems 航空航天与国防部门副总裁 Michael Shepard 博士强调了与 NASA 合作的重要性,并强调了 3D Systems 对推进增材制造的承诺。GRX-810的成功验证有望增强航空航天应用,标志着一个重要的里程碑。