Photocentric推出專為太空環境設計的高速樹脂3D打印機CosmicMaker
2025年3月30日,3D打印機和材料制造商Photocentric推出了一款專為太空環境設計的高速3D打印機CosmicMaker。這款設備在微重力條件下具有獨特的功能,能夠將液態樹脂固化成固體部件,從而實現直接在軌道上制造零部件,顯著提高宇航員的自給自足能力。

CosmicMaker是這家總部位于英國的公司的最新創新成果,專門生產基于液晶顯示器 (LCD) 的樹脂3D印機和光聚合物材料。目前,該公司已完成原型機的測試,在模擬微重力實驗室條件下,通過旋轉系統從多個角度觀察了樹脂的固化行為。公司計劃下一步在拋物線飛行中進行測試,以驗證它在實際太空環境中的性能。
雖然Photocentric尚未公布CosmicMaker發射的具體時間表,但由于它們正在與歐洲航天局(ESA) 的在軌制造加速器(一個旨在幫助公司打造太空技術的項目)合作,表明該3D打印機未來有望被送往國際空間站(ISS)進行相關測試。

通過3D打印技術減少航天運輸成本
目前,太空運輸成本極其昂貴。自2021年起,將每公斤貨物送至國際空間站的成本約為2萬美元。這一數字較前幾年有所上漲;例如,2019年,NASA對送往國際空間站的貨物(upmass)的收費標準為每公斤3000美元。然而,到了2021年,NASA進一步提高了運送貨物到國際空間站的費用。
除了數千美元的發射費用之外,補給任務的安排通常需要提前數月進行,幾乎沒有靈活性。如果宇航員急需某個關鍵工具或替換部件,他們可能不得不等待下一次發射,這可能意味著數周甚至數月的延遲。
即便任務已經安排好,發射過程也可能因為天氣、技術故障或任務優先級的變化而遭遇推遲。對于航天任務而言,情況更為嚴峻,因為補給飛行可能根本無法實現。因此,配備一臺如CosmicMaker這樣的3D打印機在飛船上顯得至關重要。它使得宇航員能夠在需要時即刻打印所需物品,從而減少對地球的依賴。

英國航天3D打印機CosmicMaker
Photocentric表示,在太空應用方面,CosmicMaker相較于其它3D打印機具備幾個顯著優勢。迄今為止,大多數太空3D打印機采用的是熔融沉積建模(FDM)技術來制造塑料部件,例如自2014年起在國際空間站上運行的Made In Space(現為Redwire)的增材制造設施(AMF)和Refabricator。相比之下,CosmicMaker采用基于液晶顯示器(LCD)的樹脂打印技術。這種方法更為緊湊、節能,并且速度更快。不同于需要高溫熔化塑料絲材的FDM,LCD樹脂打印通過光固化將液態樹脂直接轉化為固體。Photocentric指出,在航天器中,能源效率和穩定的控制環境至關重要,因此避免產生額外熱量是一個顯著優勢。
在微重力環境下使用液態樹脂進行打印帶來獨特的挑戰,因為流體行為在此環境下變得難以預測。若無適當控制,樹脂可能會四處漂移,形成懸浮的液滴。為應對這一問題,CosmicMaker配備了一個密封的雙腔系統,確保“樹脂流動穩定”,從而使得材料保持在預定位置。這允許宇航員打印出精確且功能完善的部件,而無需擔心散落的液滴干擾到任何設備。
此外,CosmicMaker的打印速度也是一大亮點。Photocentric聲稱這款打印機每天能夠生產出高達兩噸的塑料部件。盡管在微重力環境中可能難以達到此數字,但該系統的高效率使它成為按需打印備件、工具和關鍵任務物品的理想選擇之一。

航天3D打印技術發展的潛力
目前,Photocentric正與歐洲航天局緊密合作。除了生產簡單的塑料部件,公司還致力于開發在太空中打印復雜碳化硅部件的技術。碳化硅具有高強度、輕質和耐極端溫度與輻射的特性,使它成為太空應用的理想材料。若宇航員能在太空中制造這些部件,它們將能夠為衛星、太空望遠鏡,乃至未來月球或火星基地構建高性能系統,而無需依賴地球的物資補給。
展望未來,航天3D打印技術的開發是實現太空任務自主化宏大目標的一部分。隨著Photocentric等公司不斷優化這些技術,我們有望見證太空工廠的興起,它們將能夠生產從工具到航天器部件等各種必需品。
(責任編輯:admin)
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