3D-друк на орбіті: екіпаж МКС вперше надрукував металеву деталь

Екіпаж МКС уперше в історії надрукував металеву деталь у космосі. Для цього використали 3D-принтер, створений компанією Airbus та її партнерами.

Перша металева деталь надрукована в космосі. Джерело: ESA/NASA

3D-принтер доставили на МКС у січні 2024 року. Його ключова мета — демонстрація можливості виробництва металевих деталей за умов мікрогравітації. Принтер встановили на борту Columbus. Його помістили в герметичний бокс, що діє як сейф, підтримуючи всередині принтера потрібну атмосферу з дуже низьким рівнем кисню.

Подібний захід обумовлений міркуваннями безпеки. Принтер здійснює друк за допомогою потужного лазера, який розплавляє дріт із нержавіючої сталі. Температура процесу перевищує 1200 °C. Замінюючи кисень на азот, інженери унеможливлюють виникнення пожежі. Це також запобігає окисленню металу.

Процес друку розпочався у травні 2024 року. Він контролювався фахівцями Airbus та Національного центру космічних досліджень Франції із Землі. Після пусконалагоджувальних випробувань, принтер сформував перший шар, який був нанесений на пластину потрібної форми. Після підтвердження успіху фахівці перейшли до 3D-режиму і почали наносити на неї нові шари.

Влаштування металевого 3D-принтера, який був відправлений на борт МКС

Найскладнішим завданням було визначення правильної висоти шару. Вона вимірювалася перед відправленням команди калібрування для регулювання висоти наступного шару. До середини липня, через 55 шарів, було надруковано половину першого зразка, що ознаменувало початок «крейсерської фази», коли швидкість друку прискорилася завдяки оптимізації процесу.

До початку серпня 2024 перший зразок був готовий для вилучення. Після цього атмосфера всередині захисного боксу була приведена до нормального стану, щоб можна було безпечно відкрити. 21 серпня астронавти Суніта Вільямс та Джанетт Еппс витягли надруковану деталь.

Перший металевий 3D-принтер, що знаходиться на борту МКС. Джерело: ESA

На наступному етапі експерименту екіпаж МКС надрукує ще три деталі. Потім вони будуть доставлені на Землю, де їх механічні властивості зрівняють з аналогічними деталями, виготовленими в наземній лабораторії. Завдяки цьому фахівці дізнаються, як умови мікрогравітації вплинули на продуктивність друку. Ці дані можуть бути використані в багатьох сферах — від виробництва на навколоземній орбіті, до місій, метою яких буде створення постійних баз на Місяці та Марсі.

Раніше ми розповідали про види 3D-друку та способи її застосування в космічній індустрії.

За матеріалами Airbus