Kubva muzana remakore rechi20, rudzi rwevanhu rwave ruchifarira kuongorora nzvimbo uye kunzwisisa zviri kunze kwePasi. Masangano makuru akadai seNASA neESA ave ari pamberi mukuongorora nzvimbo, uye mumwe mutambi akakosha mukukunda uku kudhinda kwe3D. Nekukwanisa kugadzira zvikamu zvakaoma nekukurumidza nemutengo wakaderera, tekinoroji iyi yekugadzira iri kuramba ichifarirwa mumakambani. Inoita kuti kugadzirwa kwezvishandiso zvakawanda zvikwanisike, zvakaita semasatellite, spacesuits, uye zvikamu zveroketi. Kutaura zvazviri, maererano neSmarTech, kukosha kwemusika kwekugadzira zvinhu zvekuwedzera muindasitiri yenzvimbo yega kunotarisirwa kusvika €2.1 bhiriyoni panosvika 2026. Izvi zvinomutsa mubvunzo: Kudhinda kwe3D kunogona sei kubatsira vanhu kubudirira muchadenga?
Pakutanga, kudhinda kwe3D kwainyanya kushandiswa pakugadzira zvinhu zvemhando yepamusoro muindasitiri dzekurapa, dzemotokari, uye dzemuchadenga. Zvisinei, sezvo tekinoroji iyi yave kupararira, iri kushandiswa zvakanyanya muzvikamu zvekupedzisira. Tekinoroji yekugadzira zvinhu zvesimbi, kunyanya L-PBF, yakabvumira kugadzirwa kwesimbi dzakasiyana-siyana dzine hunhu uye kugara kwenguva refu dzakakodzera mamiriro ekunze akaipisisa. Mamwe matekinoroji ekudhinda e3D, akadai seDED, binder jetting, uye extrusion process, anoshandiswawo mukugadzira zvikamu zvemuchadenga. Mumakore achangopfuura, mamodheru matsva ebhizinesi akabuda, nemakambani akadai seMade in Space neRelativity Space achishandisa tekinoroji yekudhinda ye3D kugadzira zvikamu zvemuchadenga.
Nzvimbo yeRelativity iri kugadzira 3D printer yeindasitiri yendege
Tekinoroji yekudhinda ye3D mundege
Zvino zvatavazivisa, ngatinyatsoongorora matekinoroji akasiyana-siyana ekudhinda e3D anoshandiswa muindasitiri yendege. Kutanga, zvinofanira kucherechedzwa kuti kugadzira simbi, kunyanya L-PBF, ndiyo inonyanya kushandiswa mundima iyi. Maitiro aya anosanganisira kushandisa laser energy kubatanidza simbi upfu hwesimbi nerukoko. Yakakodzera zvikuru kugadzira zvikamu zvidiki, zvakaoma, zvakarurama, uye zvakagadzirwa. Vagadziri vendege vanogonawo kubatsirwa neDED, iyo inosanganisira kuisa waya yesimbi kana upfu uye inonyanya kushandiswa kugadzirisa, kuputira, kana kugadzira zvikamu zvesimbi kana zveceramic zvakagadzirwa.
Kusiyana neizvi, kubhururuka kwebinder, kunyange zvazvo kuchibatsira pakumhanya kwekugadzira uye mutengo wakaderera, hakuna kukodzera kugadzira zvikamu zvemakanika zvinoshanda zvakanyanya nekuti zvinoda matanho ekusimbisa mushure mekugadzirisa anowedzera nguva yekugadzira chigadzirwa chekupedzisira. Tekinoroji yekuwedzera inoshandawo munzvimbo yemuchadenga. Zvinofanira kucherechedzwa kuti haasi mapolymer ese akakodzera kushandiswa muchadenga, asi mapurasitiki anoshanda zvakanyanya akadai sePEEK anogona kutsiva zvimwe zvikamu zvesimbi nekuda kwesimba rawo. Zvisinei, maitiro aya ekudhinda e3D haasati apararira zvakanyanya, asi anogona kuva chinhu chinokosha chekutsvaga muchadenga nekushandisa zvinhu zvitsva.
Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) inyanzvi inoshandiswa zvakanyanya mukudhinda kwe3D mundege.
Kukwanisa Kwezvinhu Zvemuchadenga
Indasitiri yendege yave ichitsvaga zvinhu zvitsva kuburikidza nekudhinda kwe3D, ichipa dzimwe nzira itsva dzinogona kukanganisa musika. Kunyange hazvo simbi dzakadai setitanium, aruminiyamu, uye nickel-chromium alloys dzagara dziri chinhu chikuru, chinhu chitsva chinogona kukurumidza kukwezva kutariswa: lunar regolith. Lunar regolith iguruva rinofukidza mwedzi, uye ESA yakaratidza mabhenefiti ekuisanganisa nekudhinda kwe3D. Advenit Makaya, mainjiniya wekugadzira weESA, anotsanangura lunar regolith seyakafanana nekongiri, inonyanya kugadzirwa nesilicon nezvimwe zvinhu zvemakemikari zvakaita sesimbi, magnesium, aruminiyamu, uye oxygen. ESA yakabatana neLithoz kugadzira zvikamu zvidiki zvinoshanda senge screws nemagiya vachishandisa simulated lunar regolith ine hunhu hwakafanana neguruva remwedzi chaiwo.
Maitiro mazhinji anoshandiswa mukugadzira lunar regolith anoshandisa kupisa, zvichiita kuti ienderane nematekinoroji akadai seSLS uye mhinduro dzekudhinda dzepoda. ESA iri kushandisawo tekinoroji yeD-Shape nechinangwa chekugadzira zvikamu zvakasimba nekusanganisa magnesium chloride nezvinhu uye kuisanganisa nemagnesium oxide inowanikwa mumuenzaniso wakaedzwa. Chimwe chezvakanakira zvakakosha zvechinhu ichi chemwedzi ndechekugadzirwa kwacho kwakanaka, zvichiita kuti chigadzire zvikamu nemazvo. Chinhu ichi chinogona kuva chinhu chikuru mukuwedzera huwandu hwezvishandiso uye zvikamu zvekugadzira zvemabhesi emwedzi emangwana.
Lunar Regolith iri Kwese Kwese
Kunewo Mars regolith, inoreva zvinhu zviri pasi pevhu zvinowanikwa paMars. Parizvino, masangano epasi rose emuchadenga haakwanise kudzosa zvinhu izvi, asi izvi hazvina kumisa masayendisiti kutsvaga kugona kwazvo mune mamwe mapurojekiti emuchadenga. Vaongorori vari kushandisa mienzaniso yemhando iyi uye vari kuisanganisa ne titanium alloy kugadzira maturusi kana zvikamu zveroketi. Mhedzisiro yekutanga inoratidza kuti zvinhu izvi zvichapa simba rakawanda uye zvinodzivirira michina kubva kungura uye kukuvara kwemwaranzi. Kunyangwe zvinhu izvi zviviri zvine hunhu hwakafanana, lunar regolith ichiri chinhu chakaedzwa zvakanyanya. Chimwe chakanakira ndechekuti zvinhu izvi zvinogona kugadzirwa panzvimbo yacho pasina chikonzero chekutakura zvinhu kubva kuPasi. Pamusoro pezvo, regolith inzvimbo isingapere, ichibatsira kudzivirira kushomeka.
Mashandisirwo etekinoroji yekudhinda ye3D muindasitiri yendege
Mashandisirwo etekinoroji yekudhinda ye3D muindasitiri yendege anogona kusiyana zvichienderana nemaitiro chaiwo anoshandiswa. Semuenzaniso, laser powder bed fusion (L-PBF) inogona kushandiswa kugadzira zvikamu zvakaoma zvenguva pfupi, zvakaita sematurusi masisitimu kana zvikamu zvepadenga. Launcher, kambani itsva iri kuCalifornia, yakashandisa tekinoroji yekudhinda yeVelo3D inonzi sapphire-metal 3D yekuvandudza injini yayo yeroketi yeE-2 liquid. Maitiro emugadziri akashandiswa kugadzira induction turbine, iyo inoita basa rakakosha mukukurumidzisa uye kufambisa LOX (liquid oxygen) mukamuri yekupisa. Turbine nesensor zvakadhindwa zvese uchishandisa tekinoroji yekudhinda ye3D uye zvobva zvabatanidzwa. Chikamu ichi chitsva chinopa roketi kuyerera kwakanyanya kwemvura uye simba guru, zvichiita kuti ive chikamu chakakosha cheinjini.
Velo3D yakabatsira pakushandiswa kwetekinoroji yePBF mukugadzira injini yeroketi yeE-2 liquid.
Kugadzira zvinhu zvinowedzerwa kune mashandisirwo akawanda, kusanganisira kugadzira zvivako zvidiki nezvikuru. Semuenzaniso, matekinoroji ekudhinda e3D akadai seRelativity Space's Stargate solution anogona kushandiswa kugadzira zvikamu zvikuru zvakaita sematangi emafuta eroketi uye mabhurazi epropeller. Relativity Space yakaratidza izvi kuburikidza nekubudirira kwekugadzira Terran 1, roketi yakadhindwa ne3D, kusanganisira tangi remafuta rine hurefu hwemamita akati wandei. Kuburitswa kwayo kwekutanga musi wa23 Kurume 2023, kwakaratidza kushanda zvakanaka uye kuvimbika kwemaitiro ekugadzira zvinhu zvinowedzerwa.
Tekinoroji yekudhinda ye3D inoshandisa extrusion inobvumirawo kugadzirwa kwezvikamu uchishandisa zvinhu zvinoshanda zvakanyanya zvakaita sePEEK. Zvikamu zvakagadzirwa nethermoplastic iyi zvakatoedzwa muchadenga uye zvakaiswa paRashid rover sechikamu chebasa rekuenda kumwedzi reUAE. Chinangwa chebvunzo iyi chaive chekuongorora kuramba kwePEEK mumamiriro ezvinhu akaomarara emwedzi. Kana ikabudirira, PEEK inogona kukwanisa kutsiva zvikamu zvesimbi mumamiriro ezvinhu apo zvikamu zvesimbi zvinotyoka kana zvinhu zvisingawanikwe. Pamusoro pezvo, hunhu hwePEEK hwakareruka hunogona kubatsira mukutsvaga muchadenga.
Tekinoroji yekudhinda ye3D inogona kushandiswa kugadzira zvikamu zvakasiyana-siyana zveindasitiri yendege.
Mabhenefiti ekudhinda kwe3D muindasitiri yendege
Zvakanakira zvekudhinda kwe3D muindasitiri yendege zvinosanganisira kuvandudzwa kwechitarisiko chekupedzisira chezvikamu zvichienzaniswa nehunyanzvi hwekuvaka hwechinyakare. Johannes Homa, CEO wemugadziri wekudhinda we3D wekuAustria Lithoz, akataura kuti "tekinoroji iyi inoita kuti zvikamu zvive nyore." Nekuda kwerusununguko rwekugadzira, zvigadzirwa zvakadhindwa zve3D zvinoshanda zvakanyanya uye zvinoda zviwanikwa zvishoma. Izvi zvine mhedzisiro yakanaka pakukanganiswa kwekugadzirwa kwezvikamu zvakatipoteredza. Relativity Space yakaratidza kuti kugadzirwa kwekuwedzera kunogona kuderedza zvakanyanya huwandu hwezvikamu zvinodiwa kugadzira chitundumuseremusere. Kune roketi yeTerran 1, zvikamu zana zvakachengetwa. Pamusoro pezvo, tekinoroji iyi ine zvakanakira zvikuru mukumhanya kwekugadzirwa, neroketi ichipedzwa mumazuva asingasviki makumi matanhatu. Kusiyana neizvi, kugadzira roketi uchishandisa nzira dzechinyakare kunogona kutora makore akati wandei.
Nezvekutarisira zviwanikwa, kudhinda kwe3D kunogona kuchengetedza zvinhu uye, mune dzimwe nguva, kunotobvumira kudzokororwa kwemarara. Chekupedzisira, kugadzirwa kwekuwedzera kunogona kuva chinhu chakakosha pakuderedza huremu hwemaroketi anobhururuka. Chinangwa ndechekuwedzera kushandiswa kwezvinhu zvemuno, zvakaita seregolith, uye kuderedza kutakurwa kwezvinhu zviri mundege. Izvi zvinoita kuti zvikwanisike kutakura printer ye3D chete, iyo inogona kugadzira zvese panzvimbo yacho mushure merwendo.
Made in Space yakatotumira imwe yemaprinta avo e3D kunzvimbo yekunoongororwa.
Miganhu yekudhinda kwe3D munzvimbo
Kunyangwe kudhinda kwe3D kune zvakanakira zvakawanda, tekinoroji iyi ichiri itsva uye ine miganhu. Advenit Makaya akati, "Chimwe chezvinetso zvikuru nekugadzirwa kwekuwedzera muindasitiri yendege kudzora maitiro uye kusimbiswa." Vagadziri vanogona kupinda murabhoritari uye kuyedza simba rechikamu chimwe nechimwe, kuvimbika, uye microstructure vasati vasimbiswa, maitiro anozivikanwa sekuyedza kusingaparadze (NDT). Zvisinei, izvi zvinogona kutora nguva uye kudhura, saka chinangwa chikuru ndechekuderedza kudiwa kwemiedzo iyi. NASA ichangobva kutanga nzvimbo yekugadzirisa nyaya iyi, yakatarisana nekusimbiswa nekukurumidza kwezvikamu zvesimbi zvakagadzirwa nekugadzira zvinowedzera. Nzvimbo iyi ine chinangwa chekushandisa mapatya edhijitari kuvandudza mamodheru emakombiyuta ezvigadzirwa, izvo zvichabatsira mainjiniya kunzwisisa zviri nani mashandiro uye miganhu yezvikamu, kusanganisira kuti vangatsungirira kumanikidzwa kwakadii vasati vatyoka. Nekuita izvi, nzvimbo iyi inotarisira kubatsira kukurudzira kushandiswa kwekudhinda kwe3D muindasitiri yendege, zvichiita kuti ive inoshanda zvakanyanya mukukwikwidzana nehunyanzvi hwekugadzira hwechinyakare.
Zvikamu izvi zvakaedzwa zvakasimba uye kuvimbika kwazvo.
Kune rumwe rutivi, maitiro ekusimbisa akasiyana kana kugadzirwa kuchiitwa muchadenga. Advenit Makaya weESA anotsanangura kuti, "Pane nzira inosanganisira kuongorora zvikamu panguva yekudhinda." Nzira iyi inobatsira kuona kuti ndeapi zvigadzirwa zvakadhindwa zvakakodzera uye zvisina kukodzera. Pamusoro pezvo, kune sisitimu yekuzvigadzirisa yega yemaprinta e3D akagadzirirwa nzvimbo uye iri kuyedzwa pamichina yesimbi. Sisitimu iyi inogona kuona zvikanganiso zvinogona kuitika mukugadzirwa kwayo uye kugadzirisa otomatiki parameters dzayo kugadzirisa chero zvikanganiso muchikamu. Masisitimu maviri aya anotarisirwa kuvandudza kuvimbika kwezvigadzirwa zvakadhindwa muchadenga.
Kuti vasimbise mhinduro dzekudhinda dze3D, NASA neESA vakaisa mitemo. Mitemo iyi inosanganisira bvunzo dzakawanda dzekuona kuvimbika kwezvikamu. Vanofunga nezve tekinoroji yekubatanidza mubhedha weupfu uye vari kuigadzirisa kuti ishandiswe mune mamwe maitiro. Zvisinei, vatambi vazhinji vakuru muindasitiri yezvinhu, vakaita seArkema, BASF, Dupont, naSabic, vanopawo kurongeka uku.
Kugara muchadenga here?
Nekufambira mberi kwetekinoroji yekudhinda ye3D, takaona mapurojekiti akawanda akabudirira paNyika anoshandisa tekinoroji iyi kuvaka dzimba. Izvi zvinoita kuti tizvibvunze kana maitiro aya angashandiswa munguva pfupi iri kutevera kuvaka zvivakwa zvinogarwa muchadenga. Kunyange hazvo kugara muchadenga kusiri kwechokwadi parizvino, kuvaka dzimba, kunyanya pamwedzi, kunogona kubatsira vanofamba muchadenga mukuita mabasa emuchadenga. Chinangwa cheEuropean Space Agency (ESA) ndechekuvaka madomes pamwedzi uchishandisa lunar regolith, iyo inogona kushandiswa kuvaka madziro kana zvidhinha kudzivirira vanofamba muchadenga kubva kumwaranzi. Sekureva kwaAdvenit Makaya weESA, lunar regolith inoumbwa nesimbi inosvika 60% uye 40% oxygen uye chinhu chakakosha pakurarama kwevanofamba muchadenga nekuti inogona kupa sosi isingaperi yeoxygen kana ikabviswa kubva muzvinhu izvi.
NASA yakapa ICON mari inosvika mamiriyoni makumi mashanu nenomwe nemazana maviri emadhora ($57.2 million) yekuvandudza sisitimu yekudhinda ye3D yekuvaka zvivakwa pamusoro pemwedzi uye iri kushanda pamwe chete nekambani iyi kugadzira nzvimbo yekugara yeMars Dune Alpha. Chinangwa ndechekuedza mamiriro ekugara paMars nekuita kuti vanozvipira vagare munzvimbo yekugara kwegore rimwe chete, vachitevedzera mamiriro ekunze ari paRed Planet. Izvi zvinomiririra matanho akakosha ekuvaka zvakananga zvivakwa zvakadhindwa zve3D pamwedzi neMars, izvo zvinogona kuzopedzisira zvagadzira nzira yekuti vanhu vagare muchadenga.
Munguva iri kure, dzimba idzi dzinogona kuita kuti hupenyu hurarame muchadenga.
Nguva yekutumira: Chikumi-14-2023
