چاپگر سه بعدی فولادی در ایستگاه فضایی بین المللی شروع به کار کرد

فولاد در ۳۰ مه ۲۰۲۴ زمانی که یک چاپگر سه بعدی فولادی اولین قطعه فولادی خود را در ایستگاه فضایی بین المللی چاپ کرد، وارد عصر فضا شد. در پایان ماه مه ۲۰۲۴، یک چاپگر سه بعدی فولادی در ماژول آزمایشگاهی کلمبوس آژانس فضایی اروپا (ESA) در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) انقلابی در تولید درون مدار ایجاد کرد. در شرایطی خارج از این دنیا، ابتدا یک منحنی s کوچک از فولاد ضدزنگ مایع ایجاد کرد و ثابت کرد که ساخت افزودنی فولادی سه بعدی، فرآیند ساخت یک جسم در یک لایه در یک زمان، می تواند در فضا انجام شود.

راب پستما، افسر فنی ESA توضیح داد: “این منحنی S یک خط آزمایشی است که راه اندازی چاپگر سه بعدی فولادی ما را با موفقیت به پایان رساند.”

“موفقیت این چاپ اول، همراه با سایر خطوط مرجع، ما را آماده چاپ کامل قطعات در آینده نزدیک می کند.” چاپگرهای سه بعدی مبتنی بر پلیمر مدتی است که اشیاء پلاستیکی را در ایستگاه فضایی بین‌المللی چاپ می‌کنند، اما چاپ فلز چالش بزرگ‌تری بود، زیرا شامل دمای بسیار بالاتر و لیزر برای ذوب فلز است. با استفاده از این چاپگر فولادی، یک سیم از جنس استنلس استیل به ناحیه چاپ وارد می شود و سپس توسط یک لیزر پرقدرت، که حدود یک میلیون بار قوی تر از یک اشاره گر لیزری استاندارد است، گرم می شود. با ذوب شدن سیم، فولاد ضد زنگ به شکل دلخواه چاپ می شود. چاپگر سه بعدی فولادی توسط کنسرسیومی متشکل از Airbus Defense and Space، AddUp، Cranfield University و Highftech Engineering، تحت برنامه ای که توسط ESA تامین مالی می شود، توسعه یافته است.

اول ایمنی

Sébastien Girault، مهندس سیستم چاپگرهای سه بعدی فولادی در ایرباس گفت که محافظت از ISS در برابر محیط پرینت تهاجمی ناشی از لیزر و گرمای ایجاد شده توسط آن در ابتدا یک مشکل بود. چاپگر در یک جعبه فلزی مهر و موم شده قرار می گیرد که مانند گاوصندوق عمل می کند. نقطه ذوب آلیاژهای فلزی سازگار با این فرآیند می تواند بسیار بیش از ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد باشد، در مقایسه با حدود ۲۰۰ درجه سانتیگراد برای پلاستیک، که به کنترل حرارتی شدید دلالت دارد.
«مدیریت جاذبه نیز کلیدی است، به همین دلیل است که ما فناوری چاپ مبتنی بر سیم را انتخاب کردیم. این سیم بر خلاف سیستم مبتنی بر پودر که همیشه باید به زمین بیفتد، مستقل از گرانش است.پس از غلبه بر این مانع، استحکام، رسانایی و استحکام فلز فرصت های بزرگی را برای چاپ سه بعدی در فضا باز می کند.

از زمین چاپ شده در فضا

این چاپگر که به اندازه یک اجاق مایکروویو است، توسط اپراتورهای روی زمین در مرکز پشتیبانی کاربر CADMOS در فرانسه کنترل می شود. تنها کاری که خدمه ISS باید انجام دهند این است که یک دریچه نیتروژن و تهویه را باز کنند تا امکان شروع چاپ فراهم شود.
برای آزمایش امکانات چاپگر استنلس استیل در فضا، ابتدا چند شکل از پیش تعیین شده را چاپ می‌کند که سپس به زمین بازگردانده می‌شود تا بتوان آنها را با کیفیت چاپ و عملکرد همان چاپ‌های روی زمین مقایسه کرد. جاذبه دانشمندان داده‌های آزمایش‌های انجام‌شده در فضا و زمین را با هم مقایسه می‌کنند تا بفهمند چگونه فرآیند و فلز تحت تأثیر گرانش میکرو قرار می‌گیرند.
دو مورد از این قطعات چاپ شده در آزمایشگاه مواد و اجزای الکتریکی در ESTEC در هلند مورد تجزیه و تحلیل قرار خواهند گرفت تا به ما در درک اینکه آیا ریزگرانش طولانی مدت تأثیری بر چاپ مواد فولادی دارد یا خیر. دو نفر دیگر به مرکز فضانوردان اروپا و دانشگاه فنی دانمارک، DTU خواهند رفت.

ایجاد اقتصاد دایره ای در فضا

ESA قصد دارد از چاپگر سه بعدی فولاد ضد زنگ برای کمک به ایجاد یک اقتصاد دایره ای در فضا استفاده کند. برای افزایش عمر تجهیزات فضایی و بهینه‌سازی منابع، امیدوار است که پس از عملیاتی شدن کامل، بتوان از آن برای چاپ قطعات و ابزارهای مورد نیاز در مدار استفاده کرد و از ارسال موشک از زمین اجتناب کرد.
«چاپ سه بعدی فولاد در فضا یک قابلیت امیدوارکننده برای پشتیبانی از فعالیت‌های اکتشافی آینده است، اما همچنین فراتر از آن، برای کمک به فعالیت‌های فضایی پایدارتر، از طریق ساخت، تعمیر و شاید بازیافت سازه‌های فضایی، برای طیف گسترده‌ای از کاربردها. . این شامل ساخت و مونتاژ زیرساخت های بزرگ در مدار و همچنین اسکان انسان درازمدت سیاره ای است. توماسو گیدینی، رئیس بخش مکانیک ESA، گفت: این جنبه‌ها تمرکز کلیدی در ابتکارات فرابخشی فناوری آینده ESA هستند.
اگر فقط پیشگامان اولیه فولاد می توانستند ببینند که فولاد چقدر به معنای واقعی و مجازی پیش رفته است!

منبع: WorldSteel
برای مشاهده اخبار روز بازار فولاد و آهن آلات ایران و جهان کلیک کنید