Makerbot 3D打印技术助力NASA的自主月球车设计

2021年9月23日，南极熊获悉，美国国防承包商洛克希德-马丁公司利用MakerBot 3D打印技术，设计和测试了人工智能驱动的月球车构件，这辆月球车可能会在美国宇航局重返月球的任务中部署。

利用MakerBot的METHOD X，洛克希德-马丁公司的先进技术中心（ATC）已经能够加快车辆的系统外壳和传感器支架的研发。这些原型由ABS材料3D打印而成，可以承受从沙漠高温到紫外线或湿气暴露的所有条件，这也使它们成为研发能够承受严酷太空环境的漫游车的理想工具。

洛克希德-马丁航天公司的高级机械工程师亚伦-克里斯蒂安解释说：" ATC的漫游车是我们内部设计和开发的测试平台。这种可负担的模块化测试平台使我们能够使用3D打印技术进行快速修改，为其他应用改变设计，无论是军事、搜索和救援、核应用以及仅仅是极端环境下的自主需求。自主车辆是探索月球表面的最佳方式，并将空间探索继续到火星和其他地方。"

洛克希德-马丁公司的ATC

为了探索"新一代"技术，洛克希德-马丁公司与诸多3D打印公司都有过合作经历，用以促进其航空航天项目的发展。就在去年，该公司开始与Relativity Space合作，开发能够将具有潜在危险性的低温管理系统发射到轨道上进行测试的火箭。

为了解决空间软件需求，该公司也曾与Sigma实验室及其PrintRite3D过程中质量保证技术签订了合同。在其他领域，它也在寻求发展内部技术水平，开设了一个价值3.5亿美元的卫星生产设施，配备了3D打印和 "虚拟沉浸环境"。

同时，在加州ATC，洛克希德-马丁公司建立了一个规模相对较小的3D打印实验室，但它同样具有不可低估的重要性。这套设施引进MakerBot技术已经有五年左右的时间了，他们的团队能够在现实环境中创建测试台，以评估部件，然后再投入生产。

据称，该公司通过在内部制造这些模型，能够以比外包更快、更便宜的方式迭代其设计，同时使其能够更好地满足其客户的需求。

ATC的实验室经理AlyssaRuiz说："现场3D打印有很大的好处。没有它们，我们将不得不把零件送出去加工，这可能会延长交货时间并增加成本。我们实验室的3D打印机有助于提高原型制作的效率，在交付零件的前提下还能保证交付时间和预算。"

△洛克希德-马丁公司的先进技术中心现在是MakerBot的METHOD X 3D打印机的所在地。照片来自MakerBot公司

METHOD X的使用

在最近采用METHOD X之后，ATC的工程师们现在已经能够对尼龙碳纤维和ABS材料进行打印，并为通用汽车公司制作了一个越野车的生产套件。作为美国宇航局Artemis任务的一部分，这辆月球车将是完全自主生产的，它能够探索更大范围的月球表面并进行更深入的科学研究。

为了确保他们的原型车足够坚固，能够单独完成如此漫长的任务，ATC团队因此开始3D打印模型，并将其暴露在月球条件下进行测试。这辆车同样采用了Stratasys公司生产的的SR-30可溶性支撑物结合，据说这些ABS部件具有足够光滑的表面，具有完成任务所需的理想特性。

此外，工程师们需要优化和迭代的一个部件是漫游车激光雷达探测系统的支架，这对其导航至关重要。通过MakerBot原型设计，该团队现在已经成功地提出了一个模块化的解决方案，它可以安装不同的相机、天线或测距仪附件，并具有防止过热的集成通道。

月球车的嵌入式电子外壳也一直在逐步使用3D打印技术来替代，以至于它能够保护其脆弱的内部零件不被跌落或摔坏。尽管研究团队表示，该探测器仍处于"早期开发阶段"，但他们相信其研发背后的技术可以帮助降低成本，并在空间制造应用中进一步打开设计的可能性。

克里斯蒂安补充说："它（3D打印）减少了月球车所需的紧固件数量和零件数量，这是一个巨大的成本节约。这也为将来在太空中的就地组装打开了大门，因为你已经在地球上设计、打印并测试了这些部件。可以预测，在将来的太空环境中我们可以3D打印出同样的零件来使用，因为材料和零件在的可行性已经证明了。"

△一位工程师为漫游车的3D打印激光雷达支架原型建模。图片来自MakerBot

METHOD X的高性价比

METHOD X旨在填补桌面和工业系统之间的市场空白，它已被越来越多地证明有能力生产密集型终端应用的部件。去年1月，产品工程公司CALLUM引进了该机器，来为阿斯顿-马丁限量版3D打印原型、工具和小批量零件。

同样，赛车工程公司Prodrive使用METHODX为其巴林Raid Xtreme车队的Hunter T1车生产了30多个汽车部件，参加2021年的达喀尔拉力赛。由于疫情，车队被迫精简了T1的开发，但据说他们发现采用3D打印技术是快速制作零件原型和进行维护的理想选择。

在其他地方，推进系统专家Triton空间技术公司也利用METHOD X进行空间测试，去年为一个有着登月计划的客户3D打印了一个功能性阀门原型。这样一来，他们能够将其交货时间从几天缩短到几小时，同时更灵活地控制其生产过程。