Naukowcy badają pierwszą metalową część „wydrukowaną” w kosmosie
W lutym tego roku na Ziemię sprowadzono pierwszy w historii metalowy element wydrukowany w technologii 3D w warunkach mikrograwitacji. Próbka została wytworzona w demonstratorze metalowej drukarki 3D opracowanej dla Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) i zainstalowanej w module Columbus Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Inżynierowie ESA w ESTEC analizują jej właściwości, aby określić wpływ środowiska orbitalnego na proces addytywnego wytwarzania metalu.
Rozwój technologii wytwarzania na orbicie jest kluczowy dla przyszłych misji kosmicznych, ponieważ umożliwia produkcję narzędzi i części zamiennych bez konieczności przeprowadzania kosztownych misji zaopatrzeniowych. Pierwsza metalowa drukarka 3D ESA, opracowana przez konsorcjum kierowane przez Airbusa, została uruchomiona na ISS w 2024 r. Po wykonaniu dwuwymiarowych, jednowarstwowych trajektorii kalibracyjnych, urządzenie wytworzyło pierwszą pełną próbkę, którą następnie przetransportowano do laboratoriów w ESTEC.
Próbki wydrukowane zarówno w kosmosie, jak i na Ziemi powstały z użyciem technologii osadzania energii laserowej (Laser-Wire Directed Energy Deposition). Technika ta wykorzystuje laser bliskiej podczerwieni do topienia podłoża oraz drutu ze stali nierdzewnej, który tworzy stopioną kałużę krzepnącą, warstwa po warstwie zgodnie z zaprogramowaną ścieżką.
Analiza próbek obejmuje mikroskopię, tomografię komputerową oraz testy mechaniczne. Tomografia umożliwia wykrywanie porowatości i niejednorodności wewnętrznych, natomiast próby rozciągania i zginania – ocenę właściwości wytrzymałościowych. Przed testami większe próbki pokryto losowym wzorem plamek, umożliwiającym optyczną analizę odkształceń. Uzyskiwane dane porównywane są bezpośrednio z analogicznymi próbkami wyprodukowanymi na Ziemi.
Wyniki badań zostaną opublikowane w najbliższych miesiącach i posłużą do dalszego rozwoju technologii orbitalnego druku metalu, w tym do projektowania drukarek zdolnych do produkcji elementów użytkowych oraz definiowania wymagań związanych z obróbką wstępną i postprocesingiem. Projekt stanowi ważny krok w kierunku systemów wytwórczych wspierających długotrwałe, zrównoważone operacje kosmiczne, umożliwiających produkcję, naprawę i recykling komponentów bezpośrednio na orbicie.
– Wykorzystamy wnioski wyciągnięte z pierwszych badań, aby zaprojektować drukarkę, która mogłaby służyć do dostarczania części zamiennych do rzeczywistego użytku. W tym celu nie tylko zajmiemy się udoskonaleniem drukarki i jej wydajnością, ale także rozważymy wstępną obróbkę materiałów wyjściowych i postprodukcję wydrukowanej próbki – podsumował Rob Postema, dyrektor techniczny projektu w ESA.
Źródło: ESA
Czytaj też: Ogromna rakieta New Glenn złapała opóźnienie. Czy dzisiaj wystartuje?
Grafika tytułowa: Norbert Kowalczyk / Unsplash
