Domanda:
Come viene eseguita la stampa 3D nello spazio?
HDE 226868
2016-01-17 02:21:07 UTC
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Questo articolo afferma che la stampa 3D è stata eseguita nello spazio, sulla Stazione Spaziale Internazionale.

Sono curioso di sapere come funziona diversamente dalla stampa 3D su Terra. Sono necessarie misure aggiuntive per garantire che il filamento venga estruso correttamente sul piano di stampa o durante altre fasi?

Inoltre, se qualcuno può trovare tag migliori, sarebbe utile.
Tre risposte:
#1
+16
Tormod Haugene
2016-01-17 02:42:11 UTC
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Molto probabilmente, le stampanti 3D utilizzate sulla ISS non incorporano alcune differenze fondamentali che consentono loro di stampare a gravità zero.

Alcune persone di 3Dprint.com hanno sollevato una domanda molto simile, e ho capito che quando si capovolge la stampante 3D e su un lato:

non c'è davvero molta differenza. È piuttosto interessante vedere come l'orientamento abbia scarso effetto sulla qualità.

Uno dei primi modelli di stampante 3D, la stampante Bukito, ha dimostrato che la loro stampante era così portatile che poteva persino stampare in movimento e capovolto.

In altre parole, alcune stampanti 3D consumer stampano già capovolte e quindi probabilmente stamperebbero a zero anche la gravità!

(Questa è comunque la storia breve. Dai un'occhiata al post di Ryan, che fornisce un'ottima descrizione delle parti più complesse della stampa spaziale!)

Controlla anche: https://m.youtube.com/watch?v=jUPG5fatJQc
#2
+8
Tony Hansen
2016-01-17 08:51:48 UTC
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Per rispondere alla tua domanda, devi considerare come il filamento fuso si attacca al piano di stampa e ad altri strati e se la gravità ha qualche effetto su come si attacca. La risposta è che la gravità non ha alcun effetto reale sull'aderenza al filamento. Invece, la plastica si lega alla superficie del letto di stampa e quindi gli strati successivi si fondono con lo strato precedente. Né la gravità ha alcun effetto su come viene alimentato il filamento o su come si muovono le cinghie e gli ingranaggi. Alcuni supporti per rotoli di filamenti potrebbero non essere utilizzabili se non bloccano il rotolo e la stampante deve anche essere bloccata. Ma, forse sorprendentemente, non c'è davvero nient'altro che debba essere fatto in modo diverso per far funzionare una stampante nello spazio.

#3
+5
Ryan Carlyle
2016-01-21 02:50:13 UTC
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Il primo grande problema specifico per lo spazio è in realtà la qualità dell'aria. Non puoi semplicemente aprire una finestra per far uscire l'odore di ABS fuso dalla ISS!

Le stampanti FFF emettono fumi e nanoparticelle. In una stazione spaziale, la stessa aria viene riciclata più e più volte ei sistemi di purificazione dell'aria hanno una serie specifica di contaminanti per i quali sono ottimizzati, nonché una capacità di progettazione per il ricambio d'aria e tassi di rimozione chimica che non verranno regolati solo perché qualcuno sta stampando un cricchetto spaziale oggi. La protezione della qualità dell'aria in cabina è un fattore di progettazione enorme per qualsiasi esperimento che va nello spazio.

Gli esperimenti di stampa Made in Space sulla ISS fino ad oggi sono stati eseguiti in una delle camere per esperimenti del vuoto, quindi tutti i fumi non filtrati ( o fiammate di incendio) potrebbero essere scaricati direttamente nello spazio, se necessario. A lungo termine, questo non funzionerà: altri esperimenti potrebbero richiedere la camera a vuoto o le stampanti di "produzione" potrebbero essere troppo grandi per adattarsi. Quindi la stampante deve disporre di un proprio sistema di purificazione dell'aria interno.

Un altro vincolo di progettazione PRINCIPALE è la sopravvivenza del lancio. I carichi utili dei razzi devono essere progettati per forze G estreme senza 1) danni o 2) spostamento interno significativo della massa che influirebbe sul baricentro del carico utile.

Anche il peso totale del carico utile è piuttosto importante qui: massa di sollevamento all'orbita terrestre bassa è COSTOSO.

Sorprendentemente, l'ambiente di microgravità in sé non è un grosso problema. La plastica fusa è altamente viscosa e praticamente rimane dove la metti abbastanza a lungo da solidificarsi, purché aderisca a qualcosa. Ma vengono in mente due effetti.

  • Innanzitutto, una bobina di filamento non protetta proverà a srotolarsi. La gravità non fornirà l'attrito di contatto su cui di solito facciamo affidamento per impedire alle bobine di nidificare. (Pensaci: una bobina strettamente avvolta è letteralmente una gigantesca molla elicoidale.)
  • In secondo luogo, i flussi di calore sono diversi in termini di microgravità: non puoi fare affidamento sulla convezione passiva per raffreddare la stampa o i motori. Devono essere previste sistemazioni per un flusso d'aria forzato sufficiente e un dissipatore di calore su tutto ciò che richiede raffreddamento. E questo include l'involucro stesso, poiché, come accennato in precedenza, la camera di stampa deve essere sigillata per il controllo della qualità dell'aria.

Infine, l'affidabilità è fondamentale. Amazon non effettua consegne sulla ISS (ancora). Anche una singola vite spogliata può mettere fuori servizio la stampante per mesi fino a quando una parte di ricambio può essere inserita in un imminente lancio di forniture. Far prendere fuoco alla stampante perché qualcosa di cortocircuito sarebbe catastrofico.

Quindi, in realtà, si tratta di creare una stampante abbastanza robusta da farcela, funzionare in sicurezza e non si rompe mai. La stampa capovolta è banale in confronto.

L'ultima tua affermazione lo riassume molto bene. Ottimo post! Penso che questa dovrebbe essere contrassegnata come la risposta corretta per ora.
Bella risposta! Ho appena chiesto [Che tipo di attività, esperimenti e procedure svolte sulla ISS devono essere svolte in camere ventilate nello spazio?] (Https://space.stackexchange.com/q/34566/12102) e anche [Come il particolato viene monitorato sulla ISS? Si distinguono per dimensione e tipo?] (Https://space.stackexchange.com/q/34567/12102)


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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