2022年11月26日，美國(guó)SpaceX載人龍飛船發(fā)射成功，為國(guó)際空間站 (ISS) 的機(jī)組人員運(yùn)送新的科學(xué)調(diào)查、物資和設(shè)備。據(jù)資源庫(kù)了解，搭載SpaceX第26次商業(yè)補(bǔ)給任務(wù) (CRS) 包括麻省理工學(xué)院的3D打印實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，將在美國(guó)太空國(guó)際空間站國(guó)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行零重力3D打印的實(shí)驗(yàn)。

SpaceX的獵鷹9號(hào)火箭搭載Dragon飛船，從NASA肯尼迪航天中心飛向天空，圖片來(lái)自：美國(guó)宇航局

據(jù)報(bào)道，研究人員將展示在微重力環(huán)境中將液態(tài)樹(shù)脂擠壓成定制形狀，以創(chuàng)建地球上無(wú)法制造的幾何形狀。有效載荷架構(gòu)由三個(gè)氣泵組成，這些氣泵將光固化樹(shù)脂注入預(yù)制的柔性形式，同時(shí)通過(guò)攝像機(jī)捕捉整個(gè)過(guò)程。

麻省理工學(xué)院太空探索計(jì)劃中“擠壓有效載荷”項(xiàng)目裝置，圖片來(lái)自：麻省理工學(xué)院

首席研究員兼麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室太空探索計(jì)劃主任Ariel Ekblaw說(shuō)：“該實(shí)驗(yàn)利用微重力環(huán)境來(lái)擠壓常見(jiàn)和復(fù)雜的分支形狀。我們的方法減少了生產(chǎn)日常任務(wù)所需關(guān)鍵部件的時(shí)間，它可能支持未來(lái)空間建設(shè)像桁架和天線這樣的大型結(jié)構(gòu)。擠壓調(diào)查建立在我們的增材制造和太空自組裝工作流之上?！?br />

硅膠外殼包含并塑造液體的擠壓實(shí)驗(yàn)，圖片來(lái)自：麻省理工學(xué)院

Ekblaw繼續(xù)解釋說(shuō)，在微重力環(huán)境中，通常會(huì)下垂的擠壓可以不受阻礙地進(jìn)行，從而可以創(chuàng)建在重力環(huán)境中無(wú)法生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)。在地球上，重力會(huì)使大型物體變形，例如大型建筑中使用的橫梁。傳統(tǒng)的增材制造工藝，尤其是那些使用液態(tài)樹(shù)脂作為原料的工藝，會(huì)受到重力的限制。相反，空間的失重使得能夠在沒(méi)有這種變形的情況下制造更長(zhǎng)更薄的結(jié)構(gòu)。

如果成功，該項(xiàng)目可以幫助為更復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)（包括空間站、太陽(yáng)能陣列、望遠(yuǎn)鏡和工業(yè)設(shè)備）的增材制造奠定基礎(chǔ)，以支持未來(lái)的太空探索。

麻省理工學(xué)院在軌期間所開(kāi)展擠壓實(shí)驗(yàn)中獲得的打印樣品，圖片來(lái)自：麻省理工學(xué)院

此外，考慮到整體發(fā)射大型結(jié)構(gòu)是不可行的，因?yàn)樗鼈儽仨毮軌虺惺艿厍蛏虾桶l(fā)射過(guò)程中比在太空中承受的力大得多的力，這些部件可以使用擠壓技術(shù)在軌道上制造，然后運(yùn)回地球。

在此前的研究中，該團(tuán)隊(duì)成功地測(cè)試了液體快速擠壓和紫外線固化的新方法在微重力下的樹(shù)脂形狀。

研究人員在零重力飛行實(shí)驗(yàn)室飛機(jī)(ZERO-G)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖片來(lái)自：Steve Boxall/ZERO-G

擠出硬件的早期版本使用兩種原料，一種小規(guī)格柔性線材和一種光固化樹(shù)脂。它通過(guò)噴嘴組件將它們擠出，同時(shí)將電線彎曲成3D形狀，并在其上涂上一層均勻的樹(shù)脂。根據(jù)最初的項(xiàng)目摘錄，在噴嘴之后，放置了一系列UV LED發(fā)射器來(lái)固化樹(shù)脂，使其硬化并將其粘合到電線上。一旦創(chuàng)建了整個(gè)形狀，切割機(jī)構(gòu)就在噴嘴出口后切割涂層線材，以允許創(chuàng)建另一種形狀。

團(tuán)隊(duì)成員（從左到右）王喆瑋、Aiden Padilla、Sean Auffinger、Martin Nisser和Ariel Ekblaw，圖片來(lái)自：Steve Boxall/ZERO-G

通過(guò)這一舉措，麻省理工學(xué)院的研究人員正在創(chuàng)造和部署太空創(chuàng)新，設(shè)想一個(gè)大膽且文化豐富的“新太空時(shí)代”，從星狀細(xì)菌可穿戴設(shè)備和開(kāi)放式立方體衛(wèi)星星座到用于太空航行的樂(lè)器、漂浮空間棲息地和先進(jìn)的零重力3D打印。

2022年11月26日，美國(guó)SpaceX載人龍飛船發(fā)射成功，為國(guó)際空間站 (ISS) 的機(jī)組人員運(yùn)送新的科學(xué)調(diào)查、物資和設(shè)備。據(jù)資源庫(kù)了解，搭載SpaceX第26次商業(yè)補(bǔ)給任務(wù) (CRS) 包括麻省理工學(xué)院的3D打印實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，將在美國(guó)太空國(guó)際空間站國(guó)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行零重力3D打印的實(shí)驗(yàn)。

SpaceX的獵鷹9號(hào)火箭搭載Dragon飛船，從NASA肯尼迪航天中心飛向天空，圖片來(lái)自：美國(guó)宇航局

據(jù)報(bào)道，研究人員將展示在微重力環(huán)境中將液態(tài)樹(shù)脂擠壓成定制形狀，以創(chuàng)建地球上無(wú)法制造的幾何形狀。有效載荷架構(gòu)由三個(gè)氣泵組成，這些氣泵將光固化樹(shù)脂注入預(yù)制的柔性形式，同時(shí)通過(guò)攝像機(jī)捕捉整個(gè)過(guò)程。

麻省理工學(xué)院太空探索計(jì)劃中“擠壓有效載荷”項(xiàng)目裝置，圖片來(lái)自：麻省理工學(xué)院

首席研究員兼麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室太空探索計(jì)劃主任Ariel Ekblaw說(shuō)：“該實(shí)驗(yàn)利用微重力環(huán)境來(lái)擠壓常見(jiàn)和復(fù)雜的分支形狀。我們的方法減少了生產(chǎn)日常任務(wù)所需關(guān)鍵部件的時(shí)間，它可能支持未來(lái)空間建設(shè)像桁架和天線這樣的大型結(jié)構(gòu)。擠壓調(diào)查建立在我們的增材制造和太空自組裝工作流之上?！?br />

硅膠外殼包含并塑造液體的擠壓實(shí)驗(yàn)，圖片來(lái)自：麻省理工學(xué)院

Ekblaw繼續(xù)解釋說(shuō)，在微重力環(huán)境中，通常會(huì)下垂的擠壓可以不受阻礙地進(jìn)行，從而可以創(chuàng)建在重力環(huán)境中無(wú)法生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)。在地球上，重力會(huì)使大型物體變形，例如大型建筑中使用的橫梁。傳統(tǒng)的增材制造工藝，尤其是那些使用液態(tài)樹(shù)脂作為原料的工藝，會(huì)受到重力的限制。相反，空間的失重使得能夠在沒(méi)有這種變形的情況下制造更長(zhǎng)更薄的結(jié)構(gòu)。

如果成功，該項(xiàng)目可以幫助為更復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)（包括空間站、太陽(yáng)能陣列、望遠(yuǎn)鏡和工業(yè)設(shè)備）的增材制造奠定基礎(chǔ)，以支持未來(lái)的太空探索。

麻省理工學(xué)院在軌期間所開(kāi)展擠壓實(shí)驗(yàn)中獲得的打印樣品，圖片來(lái)自：麻省理工學(xué)院

此外，考慮到整體發(fā)射大型結(jié)構(gòu)是不可行的，因?yàn)樗鼈儽仨毮軌虺惺艿厍蛏虾桶l(fā)射過(guò)程中比在太空中承受的力大得多的力，這些部件可以使用擠壓技術(shù)在軌道上制造，然后運(yùn)回地球。

在此前的研究中，該團(tuán)隊(duì)成功地測(cè)試了液體快速擠壓和紫外線固化的新方法在微重力下的樹(shù)脂形狀。

研究人員在零重力飛行實(shí)驗(yàn)室飛機(jī)(ZERO-G)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖片來(lái)自：Steve Boxall/ZERO-G

擠出硬件的早期版本使用兩種原料，一種小規(guī)格柔性線材和一種光固化樹(shù)脂。它通過(guò)噴嘴組件將它們擠出，同時(shí)將電線彎曲成3D形狀，并在其上涂上一層均勻的樹(shù)脂。根據(jù)最初的項(xiàng)目摘錄，在噴嘴之后，放置了一系列UV LED發(fā)射器來(lái)固化樹(shù)脂，使其硬化并將其粘合到電線上。一旦創(chuàng)建了整個(gè)形狀，切割機(jī)構(gòu)就在噴嘴出口后切割涂層線材，以允許創(chuàng)建另一種形狀。

團(tuán)隊(duì)成員（從左到右）王喆瑋、Aiden Padilla、Sean Auffinger、Martin Nisser和Ariel Ekblaw，圖片來(lái)自：Steve Boxall/ZERO-G

通過(guò)這一舉措，麻省理工學(xué)院的研究人員正在創(chuàng)造和部署太空創(chuàng)新，設(shè)想一個(gè)大膽且文化豐富的“新太空時(shí)代”，從星狀細(xì)菌可穿戴設(shè)備和開(kāi)放式立方體衛(wèi)星星座到用于太空航行的樂(lè)器、漂浮空間棲息地和先進(jìn)的零重力3D打印。