ADDUP的金属3D打印机，2023年将在国际空间站进行微重力测试

2022年3月25日，南极熊获悉，法国工业3D打印机制造商AddUp宣布，它一直在开发一个可用于外太空打印的3D设备，2023年计划将在国际空间站(ISS)上进行测试。作为欧洲航天局(ESA)的“Metal3D”项目的一部分，它是专门用于在太空中3D打印金属部件项目，AddUp设计了机器的内部结构和运行系统。与常规的基于粉末床的系统不同，该3D打印设备可以固定框架上的线材原料，防止耗材漂浮，并允许该装置在微重力条件下运行。

△宇航员使用Metal3D的创意渲染图。图片来自 AddUp

AddUp的地面3D打印设备
在过去六年中，AddU市场重心一直围绕着两种行业领先的金属3D打印技术：粉末床融合 (PBF) 和定向能量沉积 (DED)。就前者而言，该公司去年刚刚推出其旗舰FormUp 350系统，这是一款专为安全、生产力和质量等工业需求而设计的机器。

AddUp在俄亥俄州立大学安装了FormUp 350，从那时起，学生和教职员工可以研究优化其3D打印制造方法。该公司最近还发布了三个新的过程监控软件套件，以增强机器的功能。该套件由 AddUp Dashboards、Recoat Monitoring 和 Meltpool Monitoring 组成，旨在提高用户对3D打印原型制作和最终用途零件质量的信心。

对于他们的DED技术而言，2018年6月，AddUp收购了BeAM Machines并继承了他们大部分专利技术。仍然出售BeAM品牌，该公司的Modulo 250和Modulo 400 3D打印机功能略有不同的技术，前者是面向研发应用的，而后者则是它的“pro本版”是一款工业级的打印机。

AddUp拥有巨大的野心，虽然他们在法国斯特拉斯堡和普罗旺斯沙龙(Salon de Provence)的基地安装了近40台DED和PBF机器。并且早些年该公司已经开发了很多航空航天热交换器等部件，但ESA真正的目标是制造一台可在太空应用的3D打印机。

△CDME的工程师正在使用AddUp FormUp 3D打印机。照片来自AddUp

试用微重力金属3D打印机
ESA目标是创建世界上第一个能够在航天使用的金属3D打印系统，Metal3D项目将与多方伙伴合作，以测试微重力条件下所生产的零件各项性能。

为了实现这一目标，欧空局已委托他们建造两台完全相同的样机，一台在图卢兹与空客公司一起建造和测试，另一台发射到国际空间站的哥伦布舱。目前该系统还在开发中，两台原型机都有共同的目标，即地球内和微重力条件下均可运行。

克兰菲尔德大学的一个团队也是重要合作伙伴之一，该团队负责监督该单元的能源和材料输送系统，以及设备外壳设计和Highftech流体管理。

AddUp不仅开发了该单元的一些内部结构，还开发了它的可编程逻辑控制器 (PLC)，以及允许它进行通信的接口。根据AddUp研发工程师Alexandre Piaget的说法，该公司还在Metal3D项目中发挥了关键作用，“为今天的机器奠定了基础”。

△工作人员在国际空间站内工作。照片来自 NatGeo/ISS

“AddUp在实现这一使命方面发挥了重要作用”Piaget 说到，“在机器的最终版本中，AddUp将负责机器的移动轴、结构件和软件。”

该机器它能够克服常规3D打印机在太空中难以使用的问题，即从构建区域漂浮的细粉末所带来的风险。该系统使用线材激光组合(W-DED)工艺来实现，该工艺将合金固定到位，然后在沿3个线性轴和1个旋转轴移动激光熔合在一起。

同时这台3D打印机可以在氮气氛下运行，作为限制材料氧化和降低燃烧风险的一种手段。此外，鉴于国际空间站上的氮气供应不足，该系统配备了过滤和冷却功能，以限制消耗和回收尽可能多的气体。

尽管该机器预计要到2023年2月才会被送入太空，但AddUp透露，它已经与空客车一起开发了一款受Metal3D启发的机器，这将“让这项技术的发展可持续下去”。

△在其Metal3D项目之前，ESA 在“Project MELT”下开发了一款可在微重力下工作的3D打印机。照片来自 BEEVERYCREATIVE

微重力下的3D打印竞赛
近年来，国际空间站已成为3D打印研究的温床，商业和学术研究人员都试图在微重力条件下测试新兴技术。作为“MELT 项目”的一部分，ESA 与另一个合作伙伴合作，此前也开发了一种聚合物微重力3D打印机，该打印机也是为航天应用而设计。

在其他地方，爱荷华州立大学研究人员最近进行的一项实验中，一种新型零重力3D打印机已在一架改装飞机上进行了测试。通过不断地以45度角上下飞行，该团队能够在微重力下进行短暂的打印。