Fråga:
Hur görs 3D-utskrift i rymden?
HDE 226868
2016-01-17 02:21:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Denna artikel säger att 3D-utskrift har genomförts i rymden, på den internationella rymdstationen.

Jag är nyfiken på hur detta fungerar annorlunda än 3D-utskrift på Jorden. Finns det några extra åtgärder som behövs för att säkerställa att glödtråden strängsprutas korrekt på tryckbädden eller under andra steg?

Om någon kan komma med bättre taggar kan det också vara till hjälp.
Tre svar:
#1
+16
Tormod Haugene
2016-01-17 02:42:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Troligtvis innehåller de 3D-skrivare som används på ISS inte någon grundläggande skillnad som gör att de kan skriva ut i tyngdkraften.

Vissa människor på 3Dprint.com tog upp en mycket liknande fråga, och tänkte att när de vänder upp och ner på 3D-skrivaren:

är det inte så mycket skillnad alls. Det är ganska intressant att se hur orienteringen har liten effekt på kvaliteten.

En av de tidiga 3D-skrivarmodellerna - Bukito -skrivaren - visade att deras skrivare var så bärbar att den till och med kunde skriva ut på resande fot och upp och ner.

Med andra ord, vissa konsument-3D-skrivare skriver redan ut upp och ner, och de skulle förmodligen skriva ut i noll tyngdkraften också!

(Det är ändå novellen. Ta en titt på Ryans inlägg, som ger en bra beskrivning av de mer invecklade delarna av rymdutskrift!)

Kolla även in: https://m.youtube.com/watch?v=jUPG5fatJQc
#2
+8
Tony Hansen
2016-01-17 08:51:48 UTC
view on stackexchange narkive permalink

För att svara på din fråga måste du överväga hur det smälta filamentet fäster vid tryckbädden och andra lager, och om tyngdkraften påverkar hur det fäster. Svaret är att tyngdkraften inte har någon verklig inverkan på glödtrådens stick-to-itivity. Istället binder plasten till trycksängytan och sedan efterföljande lager smälter samman med föregående lager. Tyngdkraften påverkar inte heller hur glödtråden matas eller hur bälten och kugghjulen rör sig. Vissa glödtrådshållare kanske inte kan användas om de inte klämmer ner rullen och skrivaren måste också spännas ner. Men, kanske överraskande, finns det inte riktigt något annat som behöver göras annorlunda för att en skrivare ska fungera i rymden.

#3
+5
Ryan Carlyle
2016-01-21 02:50:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Den första stora rymdspecifika frågan är luftkvaliteten. Du kan inte bara öppna ett fönster för att lufta ut den smälta ABS-lukten från ISS!

FFF-skrivare släpper ut rök och nanopartiklar. I en rymdstation återvinner samma luft om och om igen, och luftreningssystemen har en specifik uppsättning föroreningar som de är optimerade för, samt en designkapacitet för luftomsättning och kemiska avlägsningshastigheter som inte kommer att justeras bara för att någon skriver ut en rymdspärr idag. Att skydda luftkvaliteten på hytten är en enorm designfaktor för alla experiment som går ut i rymden.

Tryckexperimenten Made in Space hittills på ISS utfördes i en av vakuumexperimentkamrarna, så eventuella ofiltrerade ångor ( eller branduppblåsningar) kan ventileras direkt till rymden om det behövs. I det långa loppet fungerar det inte - andra experiment kan behöva vakuumkammaren, eller "produktions" -skrivare kan vara för stora för att passa. Så skrivaren måste ha sitt eget interna luftreningssystem.

En annan STOR designbegränsning är lanseringsöverlevnad. Raketnyttolaster måste utformas för extrema g-krafter utan 1) skada eller 2) betydande intern förskjutning av massa som skulle påverka nyttolastets tyngdpunkt.

Total nyttolastvikt är också ganska viktigt här: lyftmassa till låg jordbana är DYRT.

Överraskande nog är själva mikrogravitationsmiljön inte så stor en affär. Smält plast är mycket viskös och ligger ganska mycket där du lägger den tillräckligt länge för att stelna, så länge den håller fast vid något. Men två konsekvenser kommer att tänka på.

  • För det första försöker en osäker glödtrådsspole att varva ner sig själv. Tyngdkraften ger inte den kontaktfriktion som vi brukar förlita oss på för att hålla spolar från fågelhäckning. (Tänk på det: en tätt lindad spole är bokstavligen en gigantisk spiralfjäder.)
  • För det andra är värmeflödena olika i mikrogravitation - du kan inte lita på passiv konvektion för att kyla trycket eller motorerna. Boenden måste göras för tillräckligt kraftigt luftflöde och värmesänkning på allt som kräver kylning. Och det inkluderar själva höljet, eftersom, som nämnts ovan, tryckkammaren måste tätas tätt för luftkvalitetskontroll.

Slutligen är tillförlitlighet avgörande. Amazon levererar inte till ISS (ännu). Även en enda avskalad skruv kan ta skrivaren ur drift i flera månader tills en reservdel kan passas in i en kommande leveranslansering. Att ha skrivaren i brand eftersom något kortslutet skulle vara katastrofalt.

Så det handlar verkligen om att göra en skrivare tillräckligt robust för att göra den där uppe, fungera säkert och aldrig gå sönder. Utskrift upp och ner är trivialt i jämförelse.

Din senaste uttalande sammanfattar den mycket bra. Bra inlägg! Jag tycker att detta bör markeras som rätt svar för tillfället.
Bra svar! Jag har just frågat [Vilken typ av aktiviteter, experiment och procedurer som görs på ISS måste göras i kammare som ventileras till rymden?] (Https://space.stackexchange.com/q/34566/12102) och även [Hur övervakas partiklar på ISS? Kännetecknas de överhuvudtaget av storlek och typ?] (Https://space.stackexchange.com/q/34567/12102)


Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...