د شلمې پیړۍ راهیسې، انسانان د فضا سپړلو او د ځمکې هاخوا د هغه څه په پوهیدو سره لیوالتیا لري چې شتون لري. لوی سازمانونه لکه ناسا او ESA د فضا سپړنې په مخکښ کې دي، او پدې فتح کې یو بل مهم لوبغاړی د 3D چاپ دی. د ټیټ لګښت په چټکۍ سره د پیچلو برخو تولیدولو وړتیا سره، دا ډیزاین ټیکنالوژي په شرکتونو کې په زیاتیدونکي توګه مشهور کیږي. دا د ډیری غوښتنلیکونو رامینځته کول ممکن کوي، لکه سپوږمکۍ، فضايي سوټونه، او د راکټ اجزا. په حقیقت کې، د SmarTech په وینا، تمه کیږي چې د خصوصي فضا صنعت اضافه کولو تولید بازار ارزښت به تر 2026 پورې 2.1 ملیارد یورو ته ورسیږي. دا پوښتنه راپورته کوي: 3D چاپ څنګه کولی شي انسانانو سره په فضا کې غوره والي کې مرسته وکړي؟
په پیل کې، د درې بعدي چاپ په عمده توګه په طبي، موټرو او فضايي صنعتونو کې د چټک پروټوټایپ لپاره کارول کیده. په هرصورت، لکه څنګه چې دا ټیکنالوژي ډیره پراخه شوې، دا د وروستي هدف اجزاو لپاره په زیاتیدونکي توګه کارول کیږي. د فلزي اضافه کولو تولید ټیکنالوژي، په ځانګړې توګه L-PBF، د مختلفو فلزاتو تولید ته اجازه ورکړې چې ځانګړتیاوې او پایښت لري چې د سختو فضا شرایطو لپاره مناسب دي. د درې بعدي چاپ نورې ټیکنالوژي، لکه DED، باندر جیټینګ، او د اخراج پروسه، د فضايي اجزاو په جوړولو کې هم کارول کیږي. په وروستیو کلونو کې، نوي سوداګریز ماډلونه راڅرګند شوي، د میډ ان اسپیس او ریلیټیویټي سپیس په څیر شرکتونو سره د فضايي اجزاو ډیزاین کولو لپاره د درې بعدي چاپ ټیکنالوژۍ کاروي.
د نسبیت فضا د فضايي صنعت لپاره د درې بعدي پرنټر پراختیا
په فضايي ډګر کې د درې بعدي چاپ ټیکنالوژي
اوس چې موږ دوی معرفي کړل، راځئ چې د فضا صنعت کې کارول شوي د 3D چاپ کولو مختلفو ټیکنالوژیو ته نږدې کتنه وکړو. لومړی، دا باید په پام کې ونیول شي چې د فلزي اضافه کولو تولید، په ځانګړې توګه L-PBF، پدې برخه کې ترټولو پراخه کارول کیږي. پدې پروسه کې د فلزي پوډر پرت په پرت سره فیوز کولو لپاره د لیزر انرژي کارول شامل دي. دا په ځانګړي توګه د کوچنیو، پیچلو، دقیقو او دودیزو برخو تولید لپاره مناسب دی. د فضا تولیدونکي کولی شي د DED څخه هم ګټه پورته کړي، کوم چې د فلزي تار یا پوډر زیرمه کول پکې شامل دي او په عمده توګه د دودیزو فلزي یا سیرامیک برخو ترمیم، پوښ کولو یا تولید لپاره کارول کیږي.
برعکس، د باندر جیټینګ، که څه هم د تولید سرعت او ټیټ لګښت له پلوه ګټور دی، د لوړ فعالیت میخانیکي برخو تولید لپاره مناسب نه دی ځکه چې دا د پروسس وروسته د پیاوړتیا مرحلو ته اړتیا لري چې د وروستي محصول د تولید وخت زیاتوي. د اخراج ټیکنالوژي په فضا چاپیریال کې هم مؤثره ده. دا باید په یاد ولرئ چې ټول پولیمرونه په فضا کې د کارولو لپاره مناسب ندي، مګر د لوړ فعالیت پلاستیکونه لکه PEEK کولی شي د دوی د ځواک له امله ځینې فلزي برخې ځای په ځای کړي. په هرصورت، دا د 3D چاپ کولو پروسه لاهم ډیره پراخه نه ده، مګر دا کولی شي د نوي موادو په کارولو سره د فضا سپړنې لپاره ارزښتناکه شتمني شي.
د لیزر پوډر بستر فیوژن (L-PBF) د فضايي چارو لپاره په درې بعدي چاپ کې په پراخه کچه کارول شوې ټیکنالوژي ده.
د فضايي موادو پوټینشیل
د فضايي صنعت د درې بعدي چاپ له لارې نوي مواد لټوي، او داسې نوښتګر بدیلونه وړاندې کوي چې ممکن بازار ګډوډ کړي. پداسې حال کې چې فلزات لکه ټایټانیوم، المونیم، او نکل-کرومیم الیاژ تل اصلي تمرکز و، یو نوی مواد ممکن ډیر ژر د پام وړ ځای غلا کړي: د قمري ریګولیت. د قمري ریګولیت د دوړو یوه طبقه ده چې سپوږمۍ پوښي، او ESA د درې بعدي چاپ سره د دې یوځای کولو ګټې ښودلې دي. د ESA یو لوړ پوړی تولیدي انجینر، اډونیت مکایا، د قمري ریګولیت د کانکریټ سره ورته تشریح کوي، په عمده توګه د سیلیکون او نورو کیمیاوي عناصرو لکه اوسپنې، مګنیزیم، المونیم او اکسیجن څخه جوړ شوی. ESA د لیتوز سره ملګرتیا کړې ترڅو کوچني فعال برخې لکه پیچونه او ګیرونه تولید کړي چې د قمري ریګولیت په کارولو سره د اصلي سپوږمۍ دوړو سره ورته ملکیتونه لري.
د سپوږمۍ ریګولیت په جوړولو کې ډیری پروسې د تودوخې څخه کار اخلي، چې دا د SLS او پوډر بانډینګ چاپ کولو حلونو په څیر ټیکنالوژیو سره مطابقت لري. ESA د D-شکل ټیکنالوژۍ څخه هم کار اخلي چې هدف یې د موادو سره د مګنیزیم کلورایډ مخلوط کول او د نقل شوي نمونې کې موندل شوي مګنیزیم اکسایډ سره یوځای کول دي. د دې سپوږمۍ موادو یوه له مهمو ګټو څخه د هغې د چاپ ښه ریزولوشن دی، چې دا توان ورکوي چې د لوړ دقت سره برخې تولید کړي. دا ځانګړتیا کولی شي د راتلونکي سپوږمۍ اساساتو لپاره د غوښتنلیکونو او تولید اجزاو لړۍ پراخه کولو کې لومړنۍ شتمني شي.
د قمري ریګولیت هر ځای دی
د مریخ ریګولیت هم شتون لري، چې په مریخ کې موندل شوي د ځمکې لاندې موادو ته اشاره کوي. اوس مهال، نړیوال فضايي ادارې نشي کولی دا مواد بیرته ترلاسه کړي، مګر دا ساینس پوهان د ځینو فضايي پروژو کې د هغې د احتمالي څیړنې څخه منع کړي ندي. څیړونکي د دې موادو نقل شوي نمونې کاروي او د وسایلو یا راکټ اجزاو تولید لپاره یې د ټایټانیوم الیاژ سره یوځای کوي. لومړنۍ پایلې ښیي چې دا مواد به لوړ ځواک چمتو کړي او تجهیزات به د زنګ وهلو او وړانګو زیان څخه خوندي کړي. که څه هم دا دوه مواد ورته ځانګړتیاوې لري، د سپوږمۍ ریګولیت لاهم ترټولو ازمول شوی مواد دی. بله ګټه دا ده چې دا مواد د ځمکې څخه د خامو موادو لیږدولو اړتیا پرته په ساحه کې تولید کیدی شي. سربیره پردې، ریګولیت د موادو یوه نه ختمیدونکې سرچینه ده، چې د کمښت مخنیوي کې مرسته کوي.
د فضايي صنعت کې د درې بعدي چاپ ټیکنالوژۍ غوښتنلیکونه
د فضايي صنعت کې د 3D چاپ ټیکنالوژۍ غوښتنلیکونه د کارول شوي ځانګړي پروسې پورې اړه لري توپیر کولی شي. د مثال په توګه، د لیزر پوډر بستر فیوژن (L-PBF) د پیچلي لنډمهاله برخو جوړولو لپاره کارول کیدی شي، لکه د وسیلو سیسټمونه یا د فضا اضافي پرزې. لانچر، چې په کالیفورنیا کې میشته یو سټارټ اپ دی، د خپل E-2 مایع راکټ انجن لوړولو لپاره د Velo3D نیلم فلز 3D چاپ ټیکنالوژۍ څخه کار واخیست. د جوړونکي پروسه د انډکشن توربین جوړولو لپاره کارول شوې وه، کوم چې د احتراق چیمبر ته د LOX (مایع اکسیجن) ګړندي کولو او چلولو کې مهم رول لوبوي. توربین او سینسر هر یو د 3D چاپ ټیکنالوژۍ په کارولو سره چاپ شوي او بیا راټول شوي. دا نوښتګر جز راکټ ته د ډیر مایع جریان او ډیر فشار چمتو کوي، چې دا د انجن یوه اړینه برخه جوړوي.
Velo3D د E-2 مایع راکټ انجن په جوړولو کې د PBF ټیکنالوژۍ کارولو کې مرسته وکړه.
د اضافه کولو تولید پراخ غوښتنلیکونه لري، په شمول د کوچنیو او لویو جوړښتونو تولید. د مثال په توګه، د 3D چاپ کولو ټیکنالوژۍ لکه د Relativity Space د سټارګیټ حل د لویو برخو لکه د راکټ د تیلو ټانکونو او پروپیلر تیغونو جوړولو لپاره کارول کیدی شي. Relativity Space دا د Terran 1 د بریالي تولید له لارې ثابت کړی، چې تقریبا په بشپړ ډول 3D چاپ شوی راکټ دی، په شمول د څو مترو اوږد د تیلو ټانک. د مارچ په 23، 2023 کې د هغې لومړۍ لانچ د اضافه کولو تولید پروسو موثریت او اعتبار وښود.
د 3D چاپ کولو ټیکنالوژي د لوړ فعالیت موادو لکه PEEK په کارولو سره د پرزو تولید ته هم اجازه ورکوي. د دې ترموپلاستیک څخه جوړ شوي اجزا دمخه په فضا کې ازمول شوي او د متحده عربي اماراتو د سپوږمۍ ماموریت برخې په توګه په رشید روور کې ځای په ځای شوي. د دې ازموینې هدف د سپوږمۍ سختو شرایطو ته د PEEK مقاومت ارزول وو. که بریالی شي، PEEK ممکن وکولی شي په داسې شرایطو کې د فلزي برخو ځای په ځای کړي چیرې چې فلزي برخې ماتیږي یا مواد کم وي. سربیره پردې، د PEEK سپک وزن لرونکي ملکیتونه ممکن د فضا سپړنې کې ارزښت ولري.
د درې بعدي چاپ ټکنالوژۍ څخه د فضايي صنعت لپاره د مختلفو برخو د جوړولو لپاره کار اخیستل کیدی شي.
د فضايي صنعت کې د درې بعدي چاپ ګټې
د فضايي صنعت کې د درې بعدي چاپ ګټې د دودیزو ساختماني تخنیکونو په پرتله د پرزو ښه وروستۍ بڼه شامله ده. د اتریش د درې بعدي چاپګر جوړونکي لیتوز اجرایوي رییس جوهانس هوما وویل چې "دا ټیکنالوژي پرزې سپکوي." د ډیزاین آزادۍ له امله، درې بعدي چاپ شوي محصولات ډیر اغیزمن دي او لږو سرچینو ته اړتیا لري. دا د پرزو تولید چاپیریال اغیزې باندې مثبت اغیزه لري. نسبي فضا ښودلې چې د اضافه کولو تولید کولی شي د فضايي بیړۍ جوړولو لپاره اړین اجزاو شمیر د پام وړ کم کړي. د تیریان ۱ راکټ لپاره، ۱۰۰ برخې خوندي شوې. سربیره پردې، دا ټیکنالوژي د تولید سرعت کې د پام وړ ګټې لري، چې راکټ له ۶۰ ورځو څخه په کم وخت کې بشپړیږي. برعکس، د دودیزو میتودونو په کارولو سره د راکټ جوړول څو کاله وخت نیولی شي.
د سرچینو مدیریت په اړه، د درې بعدي چاپګر کولی شي مواد خوندي کړي او په ځینو مواردو کې حتی د کثافاتو بیا کارولو ته اجازه ورکړي. په پای کې، د اضافي تولید ممکن د راکټونو د پورته کیدو وزن کمولو لپاره ارزښتناکه شتمني شي. هدف دا دی چې د ځایی موادو کارول اعظمي شي، لکه ریګولیت، او د فضايي بیړۍ دننه د موادو لیږد کم کړئ. دا یوازې د درې بعدي پرنټر لیږدولو ته اجازه ورکوي، کوم چې کولی شي د سفر وروسته په ساحه کې هرڅه رامینځته کړي.
په فضا کې جوړ شوی شرکت لا دمخه خپل یو درې بعدي پرنټر د ازموینې لپاره فضا ته لیږلی دی.
په فضا کې د درې بعدي چاپ محدودیتونه
که څه هم د درې بعدي چاپ ډېرې ګټې لري، خو دا ټیکنالوژي لا هم نسبتا نوې ده او محدودیتونه لري. اډونیت مکایا وویل، "په فضايي صنعت کې د اضافه کولو تولید سره یوه له اصلي ستونزو څخه د پروسې کنټرول او اعتبار دی." تولیدونکي کولی شي لابراتوار ته ننوځي او د اعتبار ورکولو دمخه د هرې برخې ځواک، اعتبار او مایکرو جوړښت ازموینه وکړي، دا پروسه چې د غیر ویجاړونکي ازموینې (NDT) په نوم پیژندل کیږي. په هرصورت، دا دواړه وخت نیسي او ګران کیدی شي، نو وروستۍ موخه د دې ازموینو اړتیا کمول دي. ناسا پدې وروستیو کې د دې مسلې د حل لپاره یو مرکز رامینځته کړ، چې د اضافه کولو تولید لخوا تولید شوي فلزي اجزاو ګړندي تصدیق باندې تمرکز کوي. دا مرکز موخه لري چې د محصولاتو کمپیوټر ماډلونو ښه کولو لپاره ډیجیټل دوه ګونی وکاروي، کوم چې به انجینرانو سره د برخو فعالیت او محدودیتونو په ښه پوهیدو کې مرسته وکړي، پشمول د ماتیدو دمخه دوی څومره فشار سره مقاومت کولی شي. د دې کولو سره، مرکز هیله لري چې د فضايي صنعت کې د درې بعدي چاپ کولو غوښتنلیک ته وده ورکولو کې مرسته وکړي، دا د دودیزو تولیدي تخنیکونو سره سیالي کولو کې ډیر اغیزمن کوي.
دا اجزا د اعتبار او ځواک جامع ازموینې څخه تیر شوي دي.
له بلې خوا، که چیرې تولید په فضا کې ترسره شي، د تایید پروسه توپیر لري. د ESA اډوینیت مکایا تشریح کوي، "یو تخنیک شتون لري چې د چاپ پرمهال د برخو تحلیل پکې شامل دی." دا طریقه مرسته کوي چې معلومه کړي چې کوم چاپ شوي محصولات مناسب دي او کوم ندي. سربیره پردې، د 3D پرنټرونو لپاره د ځان اصلاح کولو سیسټم شتون لري چې د ځای لپاره ټاکل شوي او په فلزي ماشینونو کې ازمول کیږي. دا سیسټم کولی شي د تولید پروسې کې احتمالي غلطۍ وپیژني او په اتوماتيک ډول خپل پیرامیټرونه تعدیل کړي ترڅو په برخه کې کوم نیمګړتیاوې سمې کړي. تمه کیږي چې دا دوه سیسټمونه په فضا کې د چاپ شوي محصولاتو اعتبار ښه کړي.
د درې بعدي چاپ حلونو د تایید لپاره، ناسا او ESA معیارونه رامینځته کړي دي. پدې معیارونو کې د برخو اعتبار ټاکلو لپاره د ازموینو لړۍ شامله ده. دوی د پوډر بستر فیوژن ټیکنالوژي په پام کې نیسي او د نورو پروسو لپاره یې تازه کوي. په هرصورت، د موادو صنعت کې ډیری لوی لوبغاړي، لکه آرکیما، BASF، ډوپونټ، او سابیک، هم دا تعقیب وړتیا چمتو کوي.
په فضا کې ژوند کوئ؟
د درې بعدي چاپ ټیکنالوژۍ پرمختګ سره، موږ په ځمکه کې ډیری بریالي پروژې لیدلي دي چې د کورونو جوړولو لپاره دا ټیکنالوژي کاروي. دا موږ حیرانوي چې ایا دا پروسه ممکن په نږدې یا لرې راتلونکي کې په فضا کې د استوګنې جوړښتونو جوړولو لپاره وکارول شي. پداسې حال کې چې په فضا کې ژوند کول اوس مهال غیر واقعیت لري، د کورونو جوړول، په ځانګړي توګه په سپوږمۍ کې، د فضايي ماموریتونو په ترسره کولو کې د ستورمزلو لپاره ګټور کیدی شي. د اروپایی فضايي ادارې (ESA) هدف دا دی چې په سپوږمۍ کې د قمري ریګولیت په کارولو سره گنبدونه جوړ کړي، کوم چې د دیوالونو یا خښتو جوړولو لپاره کارول کیدی شي ترڅو ستورمزلي د وړانګو څخه خوندي کړي. د ESA څخه د اډونیت مکایا په وینا، قمري ریګولیت شاوخوا 60٪ فلز او 40٪ اکسیجن څخه جوړ شوی دی او د ستورمزلي بقا لپاره یو اړین مواد دی ځکه چې دا کولی شي د اکسیجن نه ختمیدونکی سرچینه چمتو کړي که چیرې له دې موادو څخه استخراج شي.
ناسا د سپوږمۍ په سطحه د جوړښتونو د جوړولو لپاره د درې بعدي چاپ سیسټم د پراختیا لپاره د ICON سره د ۵۷.۲ ملیون ډالرو مرسته کړې او همدارنګه د مریخ د ډون الفا استوګنځای جوړولو لپاره له شرکت سره همکاري کوي. هدف دا دی چې په مریخ کې د ژوند شرایط و ازمول شي، د رضاکارانو لخوا د یو کال لپاره په یوه استوګنځای کې ژوند کول، د سره سیارې شرایط تقلید کول. دا هڅې په سپوږمۍ او مریخ کې د درې بعدي چاپ شوي جوړښتونو د مستقیم جوړولو په لور مهم ګامونه استازیتوب کوي، کوم چې په پای کې د انسانانو د فضا استعمار لپاره لاره هواروي.
په لرې راتلونکي کې، دا کورونه کولی شي په فضا کې ژوند ته اجازه ورکړي.
د پوسټ وخت: جون-۱۴-۲۰۲۳
