航天

WAAM 3D印刷的月球地板可以解锁“可持续勘探任务”

荷兰机器人金属3D印刷公司mx3d.是否已经为原型建造了一种新型材料高效的“骨架地板”欧洲航天局(ESA)月球定居点上。

通过结合描绘应力图分析和3D打印技术,该公司已经能够建造一个超轻钢结构,具有平滑的网状设计,质量减少了395公斤。欧洲航天局工程师Advenit Makaya表示,该项目展示了MX3D技术的效率和在月球制造的潜力,未来可以用于建造基于风化层的结构。

“这是来自MX3D的显着成就,这进一步突出了这种添加剂制造技术的潜力,用于增加空间应用范围,”Makaya说。“设计灵活性,以及​​将印​​刷结构与嵌入式监控系统结合的可能性,值得调查空间结构中的应用。”

“通过使用从当地可用风化层中提取的金属原料,这种技术也可以考虑在可持续勘探任务期间进行基础设施的现场建设。”

MX3D的金属3D印刷了月球地板。
MX3D的495公斤不锈钢3D打印月球地板。照片来自欧洲航天局。

恒星的“骨骼”设计

由建筑公司开发的四层原型ESA Moon Habitat构建Skidmore, Owings和Merrill(Som)MX3D的地板已经进行了拓扑优化,以尽可能地节省材料。在实践中,这意味着该结构使用该公司专有的WAAM技术3D打印成六个垂直部分,然后焊接成一个有凝聚力的子结构。

支持由三列,地板特性一系列面板形成一个“网”能够作为支护结构不需要的内容,而其整体设计悬臂梁对其外围和中心,允许这些地区3 d印刷厚度减少,但不是为代价的凝聚力或完整性。

“我们研究了制造限制,并使用了我们的分析来插入一个遵循3D印刷机角度限制的网络模式,”Daniel Inocente,SOM为该项目的高级设计师解释说。“还分析横截面和厚度,以减小整体质量 - 在外部/内部边界处减小厚度。”

346小时待建设,308LSI不锈钢地板现已完成,一旦拼凑在一起,它占地4.5米。最终,该结构不能作为SOM的一部分,作为SOM的一部分,威尼斯双年展展览按预期的,但根据MX3D CEO Gijs Van der Velden,该项目仍然表现出其技术的轻量价潜力。

“这是MX3D的完美项目,以利用其在印刷拓扑优化的金属结构方面的经验,”van der Velden结束。“实现材料的最佳使用是MX3D的公司目标,因为 - 就像在设计空间应用时 - MX3D设计中的每一次减少的公斤都是一个直接赢取项目的可行性。”

显示MX3D的3D印刷的月球地板的网上设计的3D模型。
使用划分应力地图分析和拓扑优化,地板的设计人员能够比以前更轻。通过ESA的图像。

MX3D的建筑专业知识

周围金属XL,软件MX3D描述为“首先致力于机器人WAAM”,以及打印机安装的ABB机械,该公司的方法可以构建定制大规模架构。最近,该公司还开始制造自己的系统M1 3 d打印机,最近获得了一个现金注入250万欧元资助其进一步的研发和释放。

自2015年推出以来,本公司稳步扩大了其技术的应用,从第一个开始3D印刷'弧'自行车在2016年,达到了钢桥接器据说,2019年回来的重大“兴趣来自建筑公司”。

公司使用其独特的WAAM方法,该公司还采用了建造桥梁,它首先推出了这一点12米长的结构在2021年6月Amsterdam的Oudezijds Achterborgwal运河。与CSIC.伦敦帝国学院艾伦图灵研究所在美国,MX3D已经能够将传感器集成到构建中,从而能够收集数据以创建该结构的数字孪生体。

At the time, van der Velden claimed that the bridge was “only the beginning” for the firm’s technologies, and following the success of its recent aerospace project, the ESA’s Head of the Materials and Processes Thomas Rohr, has now spoken out about the space-faring potential of MX3D’s robotic-led technologies moving forwards.

“MX3D的能力表明了工程和艺术的鼓舞人心,并是另一个伟大的榜样,在多大程度上已经进入了我们的社会,”rohr结束了。“对于空间应用,此类技术不仅可以提供性能的改进,而且可以导致前所未有的和启用设计解决方案。”

外太空3D打印

虽然MX3D的3D打印技术无疑展示了日益增长的可扩展性,但它并不是第一个被用于在其他世界建造房屋的技术。德克萨斯州图标例如,已经任务了美国宇航局开发A.与世隔绝的建筑系统这只能使用月球重新旋转建立永久月亮基地。

最近,ICON也签约了3D打印火星习惯准确地重新创建宇航员在访问火星表面时会经历的条件。从明年开始,该结构设定为7年的NASA现场测试,试验其营养系统的功效,以及长时间暴露在红星上的生活的身体和行为影响。

同时,在美国,科学家们布朗瑞格技术大学激光中心的汉诺威(LZH)成功做到了3D在零重力中打印月球重新旋转性首次。该团队的虎搬运激光融入月球结构,拯救飞行运营商不得不将大货物从地球发射到月球表面。

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精选图片为MX3D不锈钢3D打印月球地板。照片来自欧洲航天局。