(Ảnh: Wikimedia Commons/ NASA)
Một đường cong hình chữ S nhỏ lắng đọng trong thép không gỉ hóa lỏng thể hiện một bước nhảy vọt lớn trong lĩnh vực sản xuất trên quỹ đạo.
In 3D kim loại trên quỹ đạo
Vào ngày 30 tháng 5, in 3D kim loại đầu tiên trên Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) diễn ra tại mô-đun phòng thí nghiệm Columbus của Trạm vũ trụ châu Âu (ESA). Máy in đã tạo ra thành công đường cong “S” nóng chảy, một yếu tố thay đổi cuộc chơi trong sản xuất bồi đắp 3D trong không gian.
Theo nhân viên kỹ thuật của ESA Rob Postema, đường cong chữ S đã hoàn thành là một đường thử nghiệm kết thúc quá trình vận hành Máy in 3D kim loại của họ. Trình diễn công nghệ được phát triển theo hợp đồng với Tổng cục Khám phá Con người và Robot của ESA. Trong khi đó, nhóm công nghiệp được lãnh đạo bởi Airbus Defense, nhóm ESA và Space SAS.
Bốn hình dạng đã được chọn để in 3D quy mô đầy đủ. Đầu ra sẽ được đưa trở lại Trái đất để so sánh với các bản in tham chiếu được tạo ra trong trọng lực bình thường. Dự án được tư vấn bởi kỹ sư vật liệu ESA Advenit Makaya từ Tổng cục Công nghệ, Kỹ thuật và Chất lượng.
Hai trong số các bộ phận được in sẽ được phân tích trong Phòng thí nghiệm Vật liệu và Linh kiện Điện tại Trung tâm Công nghệ và Nghiên cứu Vũ trụ Châu Âu (ESTEC) ở Hà Lan. Hai chiếc còn lại sẽ được đưa đến Đại học Kỹ thuật Đan Mạch và Trung tâm Phi hành gia Châu Âu.
Vào ngày 31 tháng 1, thiết bị đã tới Trạm vũ trụ quốc tế thông qua Nhiệm vụ tiếp tế Cygnus NG-20. Trọng tải 399 pound (180 kg) đã được phi hành gia ESA Andreas Mogensen lắp đặt trong Giá kéo Châu Âu Mark II, một phần của ESA. mô-đun Columbus.
Thiết kế của máy in dựa trên dây thép không gỉ được đưa vào khu vực in và được làm nóng bằng tia laser công suất cao. Khi dây được nhúng vào bể tan chảy, phần cuối của dây sẽ tan chảy, thêm kim loại vào bản in.
Quá trình in 3D kim loại trên quỹ đạo được giám sát hoàn toàn từ mặt đất tại Trung tâm hỗ trợ người dùng CADMOS ở Pháp. Phi hành đoàn trên tàu chỉ cần mở van nitơ và thông hơi trước khi bắt đầu in. Máy in hoạt động trong một hộp kín hoàn toàn để tránh thoát nhiệt hoặc khói quá mức.
Thúc đẩy sản xuất trên quỹ đạo
Dự án nhằm mục đích tìm hiểu tác động của vi trọng lực lên quá trình in vật liệu kim loại. Cùng với các dòng tham khảo khác, sự thành công của bản in đầu tiên khiến nhóm sẵn sàng in đầy đủ các bộ phận trong thời gian tới.
Một trong những mục tiêu của ESA là tạo ra nền kinh tế không gian tròn và tái chế vật liệu trên quỹ đạo. Điều này cho phép sử dụng tốt hơn các tài nguyên như tái sử dụng các vật phẩm từ vệ tinh cũ thành các cấu trúc hoặc công cụ mới.
Trong tương lai, các nhà khoa học có kế hoạch tạo ra một phiên bản hoạt động của máy in 3D kim loại. Khi làm như vậy, sẽ không cần phải phóng một công cụ bằng tên lửa vì các phi hành gia sẽ là người in những vật liệu cần thiết lên quỹ đạo.
In ấn không gian có thể hỗ trợ những chuyến thám hiểm của con người trong tương lai đồng thời đóng góp cho các sứ mệnh bền vững hơn. Khi trình diễn công nghệ cho thấy cách kim loại có thể được xử lý trong môi trường vi trọng lực, nó có thể mở khóa các dự án tương lai về cơ sở hạ tầng sản xuất bên ngoài Trái đất.
Nguồn ScienceTimes