Чи зможуть майбутні поселенці Марса друкувати власні інструменти?

Якщо люди одного дня поселяться на Марсі, їм знадобляться інструменти та деталі для будівництва споруд на планеті. Переносити важкі, громіздкі запаси на 34 млн миль від Землі було б непрактично.

Рятівна технологія 3D-друку

Кращим планом, каже Зейн Мебруер, недавній випускник Університету Аризони, було б друкувати предмети на Червоній планеті за допомогою 3D-друку. Його нове дослідження, проведене під час навчання «на відмінно» за спеціальністю «Механічна інженерія» в Університеті Аризони, свідчить, що це може бути можливим.

Дослідження, яке Мебруер провів під керівництвом Ван Шоу, доцента кафедри машинобудування, було опубліковане в Journal of Manufacturing and Materials Processing.

Сподобався контент? Підписуйся на нашу спільноту і отримуй більше про космос Друковані журнали, події та спілкування у колі космічних ентузіастів Підписатися на спільноту

Зазвичай 3D-друк металу здійснюється в камері, заповненій аргоном, нетоксичним газом, який запобігає окисленню. Мебруер хотів дізнатися, чи можна успішно здійснити 3D-друк металу в атмосфері вуглекислого газу, який складає 95 % атмосфери Марса. Якщо це можливо, тоді не довелося б транспортувати або виготовляти аргон на Марсі.

Процес лазерного друку

Дослідження Мебруера використовувало лазерне сплавлення порошкового шару, часто скорочено PBF-LB. У цьому методі 3D-друку металу металевий порошок рівномірно розподіляється в один шар на пластині. Лазер з’єднує порошок у суцільний шар. Пластина опускається, наноситься ще один шар порошку, і лазер з’єднує його в наступний шар об’єкта.

Процес є ефективним. Невикористаний метал із кожного шару можна зібрати та переробити. Однак метал може швидко окислюватися під час виробничого процесу. На відміну від іржі на зовнішній стороні металевого об’єкта, окислення, яке відбувається під час адитивного виробництва, може ослабити внутрішню структуру деталі.

Результати та значення експерименту Мебруера

У експерименті прості, однорівневі металеві лінії друкувалися в атмосферах аргону, вуглекислого газу та звичайного повітря. Результати досліджували на мікроскопічному рівні щодо дефектів і того, наскільки однорівневі частини досягли рівної, плоскої поверхні. Хоча друк в аргоні давав найкращі результати, частини, надруковані в CO₂, показали обнадійливі показники й були кращими за ті, що були виготовлені у звичайній атмосфері.

Ця робота є невеликим кроком до освоєння Марса людьми. Для Мебруера робота, яку він виконав як студент Університету Аризони — й отримання результатів, опублікованих у рецензованому журналі, — була гігантським стрибком у його кар’єрі. Наразі Мебруер є аспірантом з механічної інженерії в Технологічному інституті Джорджії.

За матеріалами phys.org