NASA资助用于太空探索的3D打印项目

老三的人

2020-07-09 19:09:57

在月球探索、太空旅游、航天器制造和轨道基础设施的推动下，世界各地的太空机构和私人公司已经制定了雄心勃勃的未来太空计划。人们对太空探索的兴趣日益浓厚，为科学技术研究提供了新的机遇。

事实证明，随着增材制造等破坏性技术对于大量太空应用至关重要，美国国家航空航天局（NASA）最近宣布，它将支持27项3D打印技术提案，这是其小型企业创新研究（SBIR）的一部分和小型企业技术转让（STTR）计划。选定的项目是该计划第一阶段资金的409个技术提案中的一部分，该提案将为44个州和华盛顿特区的312个小型企业提供5100万美元的资金。

为了将人类的存在扩展到地球轨道之外，美国宇航局正在寻求小型企业和研究机构，以确保长期，创新和可持续的技术，这些技术可能具有成功过渡到其主要任务计划和其他商业市场的巨大潜力。

自1970年代以来，小型企业在美国创造了大约55％的就业机会，并与NASA合作了数十年，以刺激技术创新，从而为太空研究和殖民化创造开创性的发展。在过去的两年中，美国宇航局鼓励非常规和原始项目，以在四年内帮助登月宇航员在月球上建立并在其上建立可持续存在，这是该机构较大规模的一部分月球到火星的探索方法，Artemis计划。

今年，许多选定的公司将使用3D打印技术作为其项目的基础，从增材制造的航天器热保护系统到为国际空间站（ISS）创建AM设备。

选定的提案展示了旨在使人类太空探索以及科学、技术和航空学受益的技术。许多创新还在地球上，医疗保健领域、汽车工业、制造等领域具有潜在的应用。以下是为今年的SBIR和STTR第一阶段计划选择的AM项目的一些示例：

目前，国际空间站上唯一可操作的印刷设施是用于塑料，例如ABS和PLA。但总部位于路易斯安那州的初创公司Vistacent提议开发一种用于太空制造的独一无二的多材料增材制造设施，该设施使用工程塑料，复杂的高性能纤维增强复合材料和烧结金属零件。该设施将基于融合沉积建模（FDM）技术，使国际空间站上的机组人员以及其他潜在客户（如NASA承包商SpaceX，波音和洛克希德）能够按需制造在轨部件。

另一个雄心勃勃的提议来自3D火箭制造商RelativitySpace。该初创公司概述了一种在大型3D打印应用程序中创建实时自动缺陷检测和标记的方法。该初创公司通过其名为“相对论空间：3D打印未来”的建议，提出了3D技术（如自动缺陷检测）是行星外3D打印的关键，这符合NASA的探索目标。反过来，这将带来诸如现场制造能力，按需原料制造，无法从地球发射的制造对象以及以新颖的方式设计任务以降低成本的能力等优点。

来自特拉华大学和德克萨斯州KAI公司的专家团队将使用一种最新开发的增材制造技术，称为局部平面内热辅助（LITA）3D打印技术来制造使用连续碳纤维增强高温的热保护系统热固性复合材料。该应用将为NASA的“猎户座”和无人再入飞船，系外着陆器的火箭喷嘴以及太空发射系统（SLS）提供服务。

通过将高压冷喷涂的增材制造方法来推进太空推进格伦研究中心对分段燃烧火箭发动机循环（如航天飞机主机）显示出了可观的前景。该技术非常适合用于航空航天飞机的热结构技术，并且在航空航天制造业以及3D金属印刷中具有其他潜在用途。

太空制造工作是NASA和其他商业太空公司的头等大事，****巴马州的IERUSTechnologies建议研究使用一种新型的金属增材制造工艺（称为增材摩擦搅拌沉积）在外部空间环境中制造和维修大型结构。

商业上称为MELD的AFS-D工艺可在开放的大气条件下产生完全致密的近净形结构，而无需进行二次后处理。根据IERUS的建议，该技术具有强大的功能，包括在市场上几乎可以沉积任何金属，无需支撑材料即可构建复杂的3D结构以及在轨回收功能，因此是释放太空制造潜力的理想之选。

专注于创建先进的激光3D制造系统，PolarOnyx展示了前所未有的精密激光3D制造系统，该系统依靠增材制造，减法制造和无热焊接来制造亚微米级精密望远镜结构。在第一阶段结束时，PolarOnyx有望进行概念验证演示，而在第二阶段中，有望满足NASA大型望远镜系统要求的原型。这项先进技术在卫星制造，航天器，医疗设备和生物医学仪器中还有其他潜在用途。