Лидер космических производственных технологий Made In Space (MIS) отправит первый завод по производству керамики в космосе на Международную космическую станцию (МКС) в рамках 14-й коммерческой миссии снабжения Northrop Grumman (NG-14). Турбинный Керамический производственный модуль (КПМ) станет первым стереолитографическим принтером (SLA), функционирующим на орбите.

Этот эксперимент – захватывающая возможность продемонстрировать ценность исследовательского комплекса как платформы для бизнес-инноваций. Благодаря партнерству компании с НАСА ученые внедряют на орбите передовые производственные процессы, способные обеспечить устойчивый спрос со стороны рынков. Отправка КПМ – первая из нескольких планируемых миссий, которые станут сигнализировать о появлении новых продуктов.

Аддитивное производство и Международная космическая станция

Керамический производственный модуль станет пятым объектом, который MIS запустила в космос. Деятельность фирмы на орбите и за ее пределами началась в 2014 году с использования 3D-принтеров первого и второго поколений. В октябре 2019 г. корпорация в партнерстве с бразильской нефтехимической компанией Braskem разработала установку по переработке пластика для 3D-печатных деталей.

В прошлом году НАСА установило модуль Рефабрикатор американской аэрокосмической компании Tethers Unlimited. Эта система представляет собой 3D-принтер плюс утилизатор пластмасс, разработанные на средства гранта программы исследований инноваций малого бизнеса NASA. Оборудование способно перерабатывать трехмерные печатные детали в форму нити в условиях микрогравитации. В настоящее время Tether Unlimited работает над SpiderFab – роботизированной системой, предназначенной для изготовления на орбите антенн, солнечных панелей и других подобных конструкций.

Национальное управление по аэронавтике также сотрудничает с KULR Technology Group в секторе транспортировки и хранения батарей на борту МКС, реализуя свою разработку, созданную для укрытия теплового беглого щита (TRS).

В этом году промышленные, академические и правительственные эксперты собирались в Центре развития науки в космосе (CASIS). Участники семинара обсудили аддитивное производство в условиях микрогравитации и потенциал технологии в сфере разработки новых перспективных материалов. Обсуждались темы, связанные с сырьем и процессами, специфичными для космоса, изготовлением и использованием ресурсов. Затрагивалась даже экономика микрогравитационной 3D-печати. В ходе переговоров определено, что существует необходимость в исследованиях радиационной стойкости и охлаждающих свойств деталей, напечатанных в объеме. Также решено, что оборудование станции может быть использовано для сбора эталонных данных с помощью испытаний и текущих уточнений.

Особенности нового проекта

Согласно исследованиям НАСА, предоставление запасных частей для обслуживания Международной космической станции является постоянным и значительным источником расходов. В настоящее время запасы, хранящиеся на Земле, составляют около 18 тонн. Подсчитано, что 95% запасных частей никогда не будут использованы. Однако, поскольку невозможно знать, какие элементы выйдут из строя, складирование массивного инвентаря необходимо. NASA изучает потенциал 3D-печати, чтобы в будущем минимизировать себестоимость запасных частей и обеспечить их изготовление на месте.

По данным MIS, космическая печать представляет собой реализацию «принципиально иной» технологии 3D-печати на борту МКС, которая может повысить коммерческое использование станции.

Устройство предназначено для демонстрации возможности изготовления цельных керамических компонентов турбины в условиях микрогравитации. Создание деталей механизма таким способом может привести к тому, что элементы будут прочнее, а производственная линия обеспечит более низкие остаточные напряжения из-за удаления вызванных гравитацией дефектов, таких как осадконакопление и градиенты состава.

Используемый в КПМ метод печати SLA применяет УФ-отверждаемую смолу и соответствующий лазер для построения высокоточных компонентов турбин. Технология производства керамики - на космической станции, нацелена на расширение предпринимательского потенциала. Новые разработки, которые компания изучает вместе с НАСА и другими партнерами, могут привести к появлению инноваций, обеспечивающих конкурентные преимущества за счет выпуска в условиях космоса.

КПМ – это третья полезная нагрузка МКС, разработанная в партнерстве с NASA с целью увеличения спроса на коммерческие возможности на низкой околоземной орбите.