Druk 3D w projektach kosmicznych

19 lipca 2016 r. w brytyjskim Harwell, Oxfordshire Europejska Agencja Kosmiczna otworzyła nowy ośrodek badawczy o nazwie Advanced Manufacturing Facility. Jego celem jest ocena i wstępne sprawdzenie materiałów oraz procesów wytwórczych, które mogłyby być stosowane w misjach kosmicznych. Do zadań ośrodka należy m.in. badanie możliwości, jakie niesie technika druku 3D. Są jednak obszary, gdzie jest już ona z powodzeniem stosowana w przemyśle kosmicznym. Jednym z najbardziej spektakularnych przykładów jest komora silnika SuperDraco amerykańskiej firmy SpaceX, wykonana z użyciem tej technologii ze stopu inconel (w tym przypadku jest to bezpośrednie spiekanie laserowe metali). Drukować w trzech wymiarach można elementy o różnym przeznaczeniu. Na przykład w Przemysłowym Instytucie Automatyki i Pomiarów (PIAP) w Warszawie z materiałów polimerowych i kompozytowych powstają w ten sposób części robotów. - Techniką druku 3D wytwarzamy prototypy i części maszyn przemysłowych oraz mobilnych, sterowanych zdalnie robotów wykorzystywanych przez służby specjalne i wojsko. Mogą to być np. różnego rodzaju chwytaki czy obudowy – mówi dr Maciej Cader, ekspert ds. druku 3D w PIAP. - Technikę tę można też zastosować przy budowie robotów kosmicznych, na przykład łazików. Ważne jest jednak dobranie odpowiednich materiałów, które będą spełniały restrykcyjne wymagania przemysłu kosmicznego, chociażby pod względem wytrzymałości i odporności na zewnętrzne warunki. Takie materiały są już dostępne, również w PIAP – tłumaczy dr Maciej Cader. W Instytucie w ramach projektu Active debris removal demonstration in laboratory condition experiment (ADRexp) powstaje też chwytak, który ma być częścią urządzenia budowanego z myślą o misji ESA e.Deorbit. W jej trakcie przyrząd ten ma szansę polecieć na orbitę, aby przetestować technikę usuwania tzw. kosmicznych śmieci. Ze względu na łatwość i szybkość wytwarzania prototypów, trówymiarowy druk jest bardzo pomocny m.in. przy promocji rozwijanych pomysłów. - Skorzystaliśmy z druku 3D, aby stworzyć wersję pokazową naszego elementu – mówi konstruktor Michał Ziółkowski. Instytut to oczywiście nie jedyne miejsce w Polsce, w którym korzysta się z trójwymiarowych drukarek. - Druk 3D ułatwia tworzenie bardzo specyficznych niestandardowych kształtów – w naszym przypadku były to na przykład elementy osłon zespołu kamer. Zdarzało się nam również wykorzystywać druk w celu stworzenia elementów mechanicznych – przycisków, guzików oraz sprężyn, które znalazły się w jednym z naszych projektów – mówi reprezentujący firmę Blue Dot Solutions sp. z o.o. Krzysztof Kanawka. Prowadzone na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) od ponad dwóch lat badania sugerują, że drukarki mogą być przydatne również poza Ziemią. W ramach testów na pokładzie ISS drukowane są proste narzędzia z polimerów. - Kiedy masz jakiś problem, stwarza on unikalne wymagania i wymusza opracowanie specyficznych rozwiązań. Druk 3D pozwala na szybkie spełnienie tych wymagań – mówił w jednym z wywiadów amerykański astronauta Tim Kopra. Przeniesienie druku w przestrzeń może jednak pozwolić na realizację znacznie większych projektów. Na początku minionego roku dyrektor generalny ESA Johan Woerner przedstawiła pomysł stworzenia „księżycowej wioski”, a tworzące ją habitaty miałyby powstać właśnie z pomocą trójwymiarowych drukarek, z wykorzystaniem księżycowego regolitu. Według ekspertów z ESA struktury stacji mogłyby zostać wydrukowane z księżycowej gleby w tydzień. Możliwa jest też inna zależność – drukowane w mikrograwitacji na orbicie elementy o specyficznych właściwościach będą stosowane na Ziemi. - Kto wie, może już za dziesięć lat będzie kilka takich produktów stosowanych na Ziemi, które będą mieć na metce 'made in space', a zakładem przemysłowym będzie stacja orbitalna? – komentuje Krzysztof Kanawka z Blue Dot Solutions. Źródło: PARP