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太空中的3D打印:易格斯直线模组在零重力条件下生产备件

见道网 2021年04月22日
  • 学生使用drylin直线装置研发在太空中高效生产构件的3D打印机,他们选择的驱动技术是由易格斯提供的免维护轻量化drylin SAW直线模组

在把用于太阳能电池板或卫星天线的桁架通过运载火箭送到太空的过程中,它们要承受较高的负荷。AIMIS-FYT学生团队正在研究一种3D打印工艺,以简化复杂的运输过程,加快构件生产速度。未来,在太空中生产构件将成为可能。为了在零重力条件下开展实验测试,这些学生组建了一台3D打印机。

免维护的drylin SAW直线模组是3D打印机的核心元件。它们能确保通过可调节轴承获得精确的打印结果。

目前把设备运输到太空中的过程过于昂贵,且效率不高。这是因为构件的设计首先要考虑到是否能够承受航天器发射阶段的高负荷。但在后续的实际操作阶段,这些构件尺寸又会过大。运载火箭造价高昂且空间有限,所以亟需提出替代解决方案。来自慕尼黑的学生团队AIMIS-FYT接受了这一挑战,正在研究一种3D打印工艺——可以在太空中经济高效地制造构件,这也是他们航空航天工程学位课程中的一部分。为此,学生们选择了光敏树脂和能使树脂变硬的紫外线。他们必须设计并组建一台3D打印机,用于在零重力条件下进行实验测试。这些年轻的工程师找到运动塑料专家igus,并在drylin SAW直线模组系列中获得了他们所需的驱动技术。

线性模块被应用在打印机的两个Z轴和一个X轴上,从而构成中央驱动装置。直线模组是由铝合金导轨和高性能工程塑料制成的免润滑滑动元件组成,重量较轻,因此特别合适。虽然igus滑动元件是免润滑且耐脏污的,但为了进一步优化直线滑块之间的间隙,这些年轻的工程师选择了可调节轴承。为了确保打印线材可以旋转,打印机中安装了一个带蜗轮的紧凑型robolink D旋转轴。

抛物线飞行中会出现微重力,与太空中的失重状态非常相似。这是测试3D打印机的理想条件。

在真实条件下测试成功

为了测试打印机和打印工艺,学生团队申请了欧洲航天局的FlyYourThesis!项目,并成功入选。抛物线飞行于2020年11月和12月进行。飞机爬升到顶点准备倾斜下降时产生微重力,与太空中的失重状态非常相似。这是实际测试打印机的理想条件。“直线模组在所有试验中都能无故障运行,因此我们能够在每次抛物线飞行中打印出小杆状和小架状部件。“AIMIS-FYT团队的Torben Schäfer兴高采烈地告诉我们。

igus的“支持年轻工程师”计划推动创新项目

自推出“支持年轻工程师(yes)”计划以来,igus为AIMIS-FYT等很多项目提供了支持。igus希望通过大学支持计划为师生提供免费样品、大学优惠和赞助,助力创新项目的研发。关于大学支持计划的更多信息,请访问 www.igus.com.cn/yes(转载请注明见道网www.seetao.com)见道网机械栏目编辑/鲍红英

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