Frage:
Wie erfolgt der 3D-Druck im Weltraum?
HDE 226868
2016-01-17 02:21:07 UTC
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In diesem Artikel heißt es, dass der 3D-Druck im Weltraum auf der Internationalen Raumstation durchgeführt wurde.

Ich bin gespannt, wie dies anders funktioniert als beim 3D-Druck Erde. Gibt es zusätzliche Maßnahmen, die ergriffen werden müssen, um sicherzustellen, dass das Filament korrekt auf das Druckbett oder während anderer Schritte extrudiert wird?

Auch wenn jemand bessere Tags finden kann, wäre das hilfreich.
Drei antworten:
#1
+16
Tormod Haugene
2016-01-17 02:42:11 UTC
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Höchstwahrscheinlich weisen die auf der ISS verwendeten 3D-Drucker keinen grundlegenden Unterschied auf, der es ihnen ermöglicht, in der Schwerelosigkeit zu drucken.

Einige Leute bei 3Dprint.com haben dies angesprochen eine sehr ähnliche Frage, und stellte fest, dass es beim Drehen des 3D-Druckers auf den Kopf und auf der Seite:

überhaupt keinen großen Unterschied gibt. Es ist sehr interessant zu sehen, wie wenig die Ausrichtung die Qualität beeinflusst.

Eines der frühen 3D-Druckermodelle - der Bukito -Drucker - hat gezeigt, dass sein Drucker war so portabel, dass es sogar unterwegs und verkehrt herum drucken konnte.

Mit anderen Worten, einige 3D-Drucker für Endverbraucher drucken bereits verkehrt herum und würden daher wahrscheinlich in Null drucken Auch die Schwerkraft!

(Das ist sowieso die Kurzgeschichte. Schauen Sie sich Ryans Beitrag an, der die komplizierteren Teile des Weltraumdrucks ausführlich beschreibt!)

Überprüfen Sie auch: https://m.youtube.com/watch?v=jUPG5fatJQc
#2
+8
Tony Hansen
2016-01-17 08:51:48 UTC
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Um Ihre Frage zu beantworten, müssen Sie überlegen, wie das geschmolzene Filament am Druckbett und an anderen Schichten haftet und ob die Schwerkraft einen Einfluss darauf hat, wie es haftet. Die Antwort ist, dass die Schwerkraft keinen Einfluss auf die Haftfestigkeit des Filaments hat. Stattdessen verbindet sich der Kunststoff mit der Druckbettoberfläche, und die nachfolgenden Schichten verschmelzen mit der vorherigen Schicht. Die Schwerkraft hat auch keinen Einfluss darauf, wie das Filament zugeführt wird oder wie sich die Riemen und Zahnräder bewegen. Bestimmte Filamentrollenhalter können möglicherweise nicht verwendet werden, wenn sie die Rolle nicht festklemmen, und der Drucker muss auch festgeklemmt werden. Aber vielleicht überraschend ist, dass nichts anderes anders gemacht werden muss, damit ein Drucker im Weltraum funktioniert.

#3
+5
Ryan Carlyle
2016-01-21 02:50:13 UTC
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Das erste große raumspezifische Problem ist die Luftqualität. Sie können nicht einfach ein Fenster öffnen, um den geschmolzenen ABS-Geruch der ISS auszulüften!

FFF-Drucker setzen Dämpfe und Nanopartikel frei. In einer Raumstation wird dieselbe Luft immer wieder recycelt, und die Luftreinigungssysteme verfügen über einen bestimmten Satz von Verunreinigungen, für die sie optimiert sind, sowie über eine Auslegungskapazität für Luftumsatz und chemische Entfernungsraten, die nicht angepasst werden können Nur weil heute jemand eine Weltraumratsche druckt. Der Schutz der Luftqualität in der Kabine ist ein wichtiger Konstruktionsfaktor für jedes Experiment, das in den Weltraum geht.

Die bisherigen Druckexperimente Made in Space auf der ISS wurden in einer der Vakuum-Experimentierkammern durchgeführt, sodass ungefilterte Dämpfe ( oder Feuerfackeln) können bei Bedarf direkt in den Weltraum entlüftet werden. Auf lange Sicht wird dies nicht funktionieren - andere Experimente benötigen möglicherweise die Vakuumkammer, oder "Produktions" -Drucker sind möglicherweise zu groß, um zu passen. Der Drucker muss daher über ein eigenes internes Luftreinigungssystem verfügen.

Eine weitere wichtige Designbeschränkung ist das Überleben beim Start. Raketennutzlasten müssen für extreme G-Kräfte ohne 1) Beschädigung oder 2) signifikante innere Verschiebung der Masse ausgelegt sein, die den Schwerpunkt der Nutzlast beeinflussen würde.

Das Gesamtgewicht der Nutzlast ist auch hier sehr wichtig: Hubmasse zu niedrige Erdumlaufbahn ist teuer.

Überraschenderweise ist die Mikrogravitationsumgebung selbst keine so große Sache. Geschmolzener Kunststoff ist hochviskos und bleibt so ziemlich dort, wo Sie ihn lange genug platzieren, um sich zu verfestigen, solange er an etwas haftet. Es fallen mir jedoch zwei Auswirkungen ein.

  • Zuerst versucht eine ungesicherte Filamentspule, sich abzuwickeln. Die Schwerkraft liefert nicht die Kontaktreibung, auf die wir uns normalerweise verlassen, um Spulen vor dem Nisten von Vögeln zu schützen. (Denken Sie darüber nach: Eine fest gewickelte Spule ist buchstäblich eine riesige Schraubenfeder.)
  • Zweitens unterscheiden sich die Wärmeströme in der Mikrogravitation - Sie können sich nicht auf passive Konvektion verlassen, um den Druck oder die Motoren zu kühlen. Es müssen Vorkehrungen getroffen werden, um einen ausreichenden erzwungenen Luftstrom und eine Wärmeableitung für alles zu gewährleisten, was gekühlt werden muss. Dazu gehört auch das Gehäuse selbst, da die Druckkammer, wie oben erwähnt, zur Kontrolle der Luftqualität dicht verschlossen sein muss.

Schließlich ist Zuverlässigkeit entscheidend. Amazon liefert (noch) nicht an die ISS. Sogar eine einzelne abisolierte Schraube kann den Drucker für Monate außer Betrieb setzen, bis ein Ersatzteil in eine bevorstehende Lieferung eingeführt werden kann. Wenn der Drucker in Brand gerät, weil ein Kurzschluss katastrophal wäre.

Es geht also wirklich darum, einen Drucker robust genug zu machen, um ihn dort nach oben zu bringen, sicher zu arbeiten und niemals zu brechen. Das verkehrte Drucken ist im Vergleich trivial.

Ihre letzte Aussage fasst es sehr gut zusammen. Guter Eintrag! Ich denke, dies sollte vorerst als die richtige Antwort markiert werden.
Gute Antwort! Ich habe gerade gefragt [Welche Arten von Aktivitäten, Experimenten und Verfahren müssen auf der ISS in Kammern durchgeführt werden, die in den Weltraum entlüftet werden?] (Https://space.stackexchange.com/q/34566/12102) und auch [Wie Werden Partikel auf der ISS überwacht? Unterscheiden sie sich überhaupt nach Größe und Typ?] (Https://space.stackexchange.com/q/34567/12102)


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