美國航空航天局(NASA)對於(yu) 高度定製化的航天器和儀(yi) 表元器件的大量需求,因此3D打印技術成為(wei) 其中重要的一項技術。目前,NASA主要在冷卻、包裝和屏蔽電子的物體(ti) 上使用3D打印技術。例如,這個(ge) 電池盒(見下圖)是使用熱塑性聚醚(PKK )3D打印的。這個(ge) 電池盒是首個(ge) 3D打印組件,現在已經進入太空。
3D打印技術也被用於(yu) 開發普通定製的電子儀(yi) 器包即MINIE Pack。據了解,該設備把多種重要的功能如數據處理、電源、數字化、控製、數據處理和放大等集成為(wei) 一個(ge) 單一的3D芯片或芯片組。
主要研究者Beth Paquette和她的MinE Pack,圖片來源:NASA
主要研究者Beth Paquette受到了內(nei) 部研究與(yu) 發展(IRAD)的資助來開發MinE Pack。“未來增材製造技術將用於(yu) 電子產(chan) 品包裝,這為(wei) 包裝小型化帶來了大量的機會(hui) 。” Paquette說。
Goddard太空飛行中心的技術專(zhuan) 家Tim Stephenson與(yu) EOS北美公司合作,首次使用直接金屬激光燒結(DMLS)技術開發了因瓦合金(Invar)結構,即使用因瓦金屬粉末打印3D物體(ti) 。
因瓦合金號稱金屬之王,硬度不高,容易彎曲。然而,它的物理屬性非常穩定,幾乎不會(hui) 因為(wei) 溫度的極端變化收縮或膨脹。因此,它是理想的光學設備平台和穩定性要求比較高的設備的平台。事實上,韋伯太空望遠鏡的綜合科學儀(yi) 器模塊就使用了半噸因瓦合金材料。“我們(men) 的目標是要看看是否能夠通過DMLS技術減輕這類航天器結構的重量。” Stephenson說。
此外,大多數NASA中心已開始將3D打印用於(yu) 若幹實際應用:
Goddard太空飛行中心,正投入研發資源以評估3D打印在各種儀(yi) 器開發工作中的實用性。
弗吉尼亞(ya) 州的Langley研究中心,已經開發了一個(ge) 綠色製造工藝,被稱為(wei) 電子束手繪(Electron Beam Freeform),或EBF3。它使用電子束槍,通過雙金屬絲(si) 進料和計算機控製遠程製造金屬結構,製造零部件或工具隻需幾小時,而不是數天或數周。
佛羅裏達的肯尼迪航天中心正在研究使用原位風化層或土壤作為(wei) 原料用於(yu) 構建三維棲息地和其他結構。
加州Ames研究中心正在探索合成生物學以用於(yu) 應用生物材料的製造。
Glenn研究中心最近與(yu) 佛羅裏達州的Aerojet Rocketdyne公司合作,3D打印並成功測試了RL-10火箭的發動機噴油器。
NASA馬歇爾太空飛行中心已采用3D打印技術為(wei) J-2X和RS-25火箭發動機製造零部件。該中心還與(yu) Made In Space,一個(ge) 矽穀的初創公司,合作開發一款可在外空間使用的3D打印機。預計今年10月份將送入國際空間站供宇航員使用。該中心希望宇航員能夠在太空製造所需的零備件,從(cong) 而可以節省火箭寶貴的運力。
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