美國ICESat-2衛星上使用了獨特的PEKK 3D打印部件
近十年來,格陵蘭和南極冰蓋消融增速,兩極地區顯著變化。為此美國宇航局(NASA)于2003年發射了冰、云和陸地高程衛星(ICESat),以監測冰原地形和海冰層的厚度。該衛星服役至2009年,在監測極地冰雪變化方面發揮了至關重要的作用。
根據計劃,NASA還將于2018年發射第二顆ICESat衛星,即ICESat-2。據天工社了解,屆時這顆衛星上將安裝用聚醚酮酮(PEKK)材料3D打印而成的部件。在此之前,PEKK從沒有在3D打印中使用過,更別說在太空中飛行了。
“這是我們首次使用這種材料。”Craig Auletti說。他是ICESat 2上安裝的唯一儀器——先進地形激光高度計系統(ATLAS)——的首席制造工程師。該儀器目前正在NASA在馬里蘭州的Goddard太空飛行中心制造。這個使用PEKK材料3D打印的部件實際上是一個用來支持ATLAS上光纖電纜的支架。
3D打印的部件——固定ATLAS儀器光纖電纜的黑色支架
那么ICESat 2制造團隊為什么會選擇PEKK材料呢?首先,它的強度很高,但更重要的是它具有靜電耗散的特性——也就是說,由于它的使用,工程師們不用專門設計制造靜電保護部件來保護那些對靜電敏感的設備。
另外,它的釋氣性也比較低。所謂的釋氣性,指的是塑料或者其它材料散發出氣體甚至產生氣味的化學過程。比如在新車中經常聞到的那種特殊的氣味等。但是在真空中或在加熱條件下,這些釋出的氣體會凝結到設備上,從而影響到光學器件和散熱器工作,并進一步影響到儀器的性能。
此圖像顯示的是在Goddard一間清潔室里的ATLAS儀器,該儀器也是在這里組裝的
雖然3D打印或增材制造已經被用于制造各種產品,但是到目前為止,它在太空中的應用還相對較少。事實上,該3D打印的PEKK支架被認為是用在太空飛行設備中的第二個3D打印部件,Oren Sheinman說。他是NASA Goddard太空飛行中心的ATLAS機械系統工程師。
在此之前,美國宇航局Ames研究中心的SPHERES項目也曾經在國際空間站上用Ultem 9085材料3D打印過零部件。
增材制造或者3D打印的吸引力在于它是傳統制造業的一個快捷、低成本的替代者。“我們制造的這個零部件傳統上需要六到八周,而我們使用3D打印技術只用了兩天時間。”Sheinman說,并補充稱,與傳統加工的零件相比它的成本降低了四倍。
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