外層空間3D打印測(cè)試可行性 igus直線軸在零重力條件下生產(chǎn)備件

當(dāng)運(yùn)載火箭將太陽能板或衛(wèi)星天線的吊桿運(yùn)送到太空時(shí)，它們會(huì)承受高負(fù)載。目前用于將設(shè)備運(yùn)送到外層空間的過程非常缺乏效率且昂貴，由于結(jié)構(gòu)零件主要是為了承受宇宙飛船發(fā)射階段的高負(fù)載所設(shè)計(jì)的。但這些結(jié)構(gòu)在隨后的運(yùn)行期間尺寸過大。這是由于運(yùn)載火箭的高成本和有限的空間，因此需要替代解決方案。

 
免維護(hù)的drylin SAW線性滑臺(tái)是3D打印機(jī)的核心零件，它們透過可調(diào)軸承確保精確的打印結(jié)果。（source：AIMIS-FYT）
為簡(jiǎn)化復(fù)雜的運(yùn)輸流程并加快零件的生產(chǎn)速度，慕尼黑的學(xué)生團(tuán)隊(duì)AIMIS-FYT開始研究3D打印，以便在外層空間經(jīng)濟(jì)實(shí)惠地制造零件，并開發(fā) 3D 打印這是他們航天工程課程的一部分。
為了在零重力條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，對(duì)于 igus 提供的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，他們依靠免維護(hù)且輕巧的 drylin SAW自潤(rùn)線性滑臺(tái)。學(xué)生采用光反應(yīng)性樹脂，并以紫外線使樹脂硬化。他們必須設(shè)計(jì)和制造3D打印機(jī)，以在零重力下對(duì)該過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試。在尋找合適的驅(qū)動(dòng)技術(shù)時(shí)，工程師找到了動(dòng)態(tài)工程塑料專家igus，并在 drylin SAW 免上油線性滑臺(tái)中找到了所需的東西。直線模塊使用在打印機(jī)的兩個(gè)z軸和一個(gè)x軸中，從而形成中央驅(qū)動(dòng)裝置。直線軸極為輕巧，因?yàn)樗鼈冇射X制成，而免維護(hù)的滑動(dòng)零件則由高性能工程塑料制成。為了減少免潤(rùn)滑且耐臟的直線滑軌間隙，學(xué)生工程師們采用了可調(diào)節(jié)軸承。為了確保打印線材也能旋轉(zhuǎn)，打印機(jī)中安裝了帶蝸輪的緊湊 robolink D 旋轉(zhuǎn)軸。
將來，在外層空間生產(chǎn)結(jié)構(gòu)零件具有可行性。為測(cè)試打印機(jī)和工藝，團(tuán)隊(duì)申請(qǐng)了歐洲太空總署 (ESA) 的 FlyYourThesis! 計(jì)劃并獲得批準(zhǔn)。?物線飛行于2020年11月和12月進(jìn)行。當(dāng)飛機(jī)到達(dá)爬升高峰并傾斜下降時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生與太空失重非常相似的零重力。這正是真實(shí)測(cè)試打印機(jī)的理想條件。AIMIS-FYT 團(tuán)隊(duì)的 Torben Schafer 高興地說到：「線性滑臺(tái)順利通過所有實(shí)驗(yàn)，我們?cè)诿看?物線飛行中都能打印小端桿和小框架結(jié)構(gòu)?！?br/>作為「青年學(xué)子 YES program」計(jì)劃的一部分，igus 對(duì)很多的項(xiàng)目應(yīng)用提供支持，如 AIMIS-FYT。igus 透過提供免費(fèi)樣品、產(chǎn)品折扣、創(chuàng)新項(xiàng)目的開發(fā)、贊助等方式，希望能助學(xué)生和教授一臂之力。