韩国团队为NASA开发现场空间构造3D打印

3D打印快讯
2020
08/14
11:02
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来源: 广西增材制造协会

开发使用3D打印技术进行原位制造的能力对于在太空中进行制造和建造至关重要,尤其是在我们要探索或居住在其他太空环境(例如火星或月球)的情况下。美国航空航天局的百年挑战项目,3D打印挑战奖金自2015年超过225万美元,鼓励公众开发先进的技术解决方案,以使用3D打印构建可持续的空间探索栖息地。比赛分为三个阶段,第一阶段专注于栖息地的设计,第二阶段专注于材料技术的开发和结构构件的测试,最后第三阶段专注于现场栖息地的构建和建模。

在汉阳大学的一项研究中,研究人员Jin Young Lee和Tai Sik Lee开发了一种直径3米乘2米高的结构,该结构满足第三阶段,竞赛要求的三分之一比例的3D打印空间栖息地。李大植,汉阳大学教授(韩国首尔)韩国土木工程与建筑技术学院院长,从事太空和极限建筑研究已有十多年了。他还领导了比赛中的领先国际团队Moon X Construction组,当时他们参加了比赛并赢得了结构杆件竞赛的第二阶段,这是NASA 3D打印的挑战赛的一部分。

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MoonX第2阶段获奖作品。(图片由韩国汉阳大学提供)
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Lee Tai Sik Lee(中)和来自韩国的MoonX团队。(图片由NASA提供)

挑战的第3阶段是现场竞赛,去年11月,汉阳大学的研究人员从其作品入选《韩国土木工程师学会杂志》后发表了作品。NASA 3D打印的人居挑战赛现已完成,最后一个阶段3的获奖者于2019年5月宣布。AI太空工厂的MARSHA结构被宣布为阶段3的获奖者,其惊人的设计由玄武岩纤维复合材料和一种基于植物的生物塑料。

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AISpace Factory 提供的 MARSHA(图片由韩国土木工程师学会杂志提供)

对于韩国研究人员而言,作为国际空间探索研究所(ISERI)目标的一部分,该目标旨在开发就地资源,利用(ISRU)技术以实现对月球和火星的人工探索并为之做出贡献,因此开发了韩国月球模拟物——KOHLS-1。这项研究的重点是确定适合KOHLS-1的结合材料,并按照比赛的要求构建太空栖息地的原型。3D打印材料是月球模拟KOHLS-1和聚合物基粘合剂的组合,其中聚乙二醇组合(PETG)最适合,以颗粒形式制造。这不仅将提供使用月球或其他行星资源进行建筑的有效方法,而且还可在地球上使用,以提供更可持续、可回收的建筑解决方案。

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由KOHLS-1和PETG制成的太空人居。(图片由韩国汉阳大学提供)

在其他太空制造工作中,欧洲航天局已经探索了使用像沙子一样的建筑材料探索月球栖息地建设方法,并且整个过程仅需一周即可完成。在国际空间站(ISS)上安装了第一台3D打印机的公司,Made in Space公司还利用太空中的聚合物和金属(甚至是来自ISS的回收废聚合物)在3D打印方面取得了一些进步,这些产品用于机器人制造太空结构和卫星组件,使用其卫星制造机(SMM)。

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