DRUK 3D W PRZESTRZENI KOSMICZNEJ: NAPĘDY LINIOWE IGUS PRODUKUJĄ CZĘŚCI ZAMIENNE W WARUNKACH ZEROWEJ GRAWITACJI

Obecnie proces transportu sprzętu w przestrzeń kosmiczną jest dość nieefektywny i kosztowny. Wynika to z faktu, że części konstrukcyjne są przede wszystkim zaprojektowane tak, aby wytrzymać wysokie obciążenia podczas fazy startu statku kosmicznego. Konstrukcje te są jednak przewymiarowane na kolejny okres eksploatacji. Ze względu na wysokie koszty i ograniczoną ilość miejsca w rakiecie nośnej, konieczne są alternatywne rozwiązania. Monachijski zespół studentów AIMIS-FYT podjął się analizy tego problemu i w ramach studiów inżynierii lotniczej i kosmicznej, pracuje nad procesem druku 3D dla efektywnej kosztowo produkcji w przestrzeni kosmicznej. W tym celu studenci wykorzystują żywicę fotoreaktywną i światło UV, które utwardza żywicę. Konieczne było zaprojektowanie i zbudowanie drukarki 3D do eksperymentalnych testów procesu w warunkach zerowej grawitacji. W poszukiwaniu odpowiedniej technologii napędowej, inżynierowie zwrócili się do firmy igus i w napędach liniowych drylin SAW znaleźli to, czego od początku szukali. Moduły liniowe stosowane są w dwóch osiach drukarki i tworzą tym samym centralną jednostkę napędową. Napędy te robią tym większe wrażenie, że profile są wykonane z aluminium zaś elementy łożyskowe to bezobsługowe elementy ślizgowe z wysokowydajnego polimeru, dzięki temu całość konstrukcji charakteryzuje bardzo niewielka masa. Dodatkowo, aby zminimalizować luzy, studenci zdecydowali się wykorzystać dokładniejsze wózki z manualną regulacją docisku wkładki do szyny. Ponadto, aby zapewnić możliwość obracania ekstrudera filamentu, w drukarce zainstalowano lekką oś obrotową robolink D, wykorzystującą mechanizm przekładni ślimakowej.




Udana seria testów w warunkach rzeczywistych

Aby przetestować drukarkę oraz cały proces, zespół zgłosił się do programu FlyYourThesis! Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Loty paraboliczne odbyły się w listopadzie i grudniu 2020 roku. Kiedy samolot osiąga szczyt wznoszenia i przechyla się w kierunku opadania, występuje zjawisko zwane mikrograwitacją. W efekcie uzyskuje się efekt bardzo zbliżony do stanu nieważkości w przestrzeni kosmicznej. Idealne warunki do przeprowadzenia prawdziwego testu drukarki. "Napędy liniowe zawsze działały bez problemów we wszystkich eksperymentach, dzięki czemu byliśmy w stanie wydrukować mały pręt, a także niewielkie struktury szkieletowe", komentuje Torben Schäfer z zespołu AIMIS-FYT.

www.igus.com