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NASA將資助即將到來(lái)的太空探索時(shí)代的3D打印項(xiàng)目

魔猴君  行業(yè)資訊   1567天前

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在月球探索,太空旅游,航天器制造和軌道基礎(chǔ)設(shè)施的推動(dòng)下,世界各地的航天機(jī)構(gòu)和私人公司已經(jīng)制定了雄心勃勃的未來(lái)航天計(jì)劃。人們對(duì)太空探索的興趣日益濃厚,為科學(xué)技術(shù)研究提供了新的機(jī)遇,以應(yīng)對(duì)人類即將在軌道上面臨的一些挑戰(zhàn)。

隨著顛覆性技術(shù)(如增材制造)被證明對(duì)大量太空應(yīng)用至關(guān)重要,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)最近宣布將支持27項(xiàng)3D打印技術(shù)提案,這是其小型企業(yè)創(chuàng)新研究(SBIR)的一部分和小型企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)讓(STTR)計(jì)劃。選定的項(xiàng)目是該計(jì)劃第一階段資金的409個(gè)技術(shù)提案中的一部分,該提案將為44個(gè)州和華盛頓特區(qū)的312個(gè)小型企業(yè)提供5100萬(wàn)美元的資金。

為了將人類的存在擴(kuò)展到地球軌道之外,美國(guó)宇航局正在尋求小型企業(yè)和研究機(jī)構(gòu),以確保長(zhǎng)期,創(chuàng)新和可持續(xù)的技術(shù),這些技術(shù)具有成功過(guò)渡到其主要任務(wù)計(jì)劃和其他商業(yè)市場(chǎng)的巨大潛力。自1970年代以來(lái),小型企業(yè)在美國(guó)創(chuàng)造了大約55%的就業(yè)機(jī)會(huì),并與NASA合作了數(shù)十年,以刺激技術(shù)創(chuàng)新,從而為太空研究和殖民化創(chuàng)造開創(chuàng)性的發(fā)展。在過(guò)去的兩年中,美國(guó)宇航局鼓勵(lì)非常規(guī)和原始項(xiàng)目,以在四年內(nèi)幫助宇航員在月球上登陸并在其上建立可持續(xù)的存在,這是該機(jī)構(gòu)更大的月球至火星探索方案阿耳特彌斯計(jì)劃計(jì)劃的一部分。

“美國(guó)航空航天局依靠美國(guó)的小企業(yè)來(lái)開發(fā)創(chuàng)新技術(shù),這有助于我們完成各種各樣的任務(wù),”美國(guó)國(guó)家航空航天局位于華盛頓的太空技術(shù)任務(wù)局副局長(zhǎng)吉姆·路透(Jim Reuter)說(shuō)。 “無(wú)論我們是將阿耳特彌斯的宇航員降落在月球上,還是將火星車送去火星,還是開發(fā)下一代飛機(jī),我們的小型商業(yè)伙伴都將發(fā)揮重要作用。”

根據(jù)Suomi NPP衛(wèi)星獲取的數(shù)據(jù),美國(guó)航空航天局在夜間的美國(guó)航空航天局圖像

(來(lái)源:NASA Earth Observatory / Robert Simmon)

今年,許多選定的公司將使用3D打印技術(shù)作為其項(xiàng)目的基礎(chǔ),從增材制造的航天器熱保護(hù)系統(tǒng)到為國(guó)際空間站(ISS)創(chuàng)建AM設(shè)備。選定的提案展示了旨在使人類太空探索以及科學(xué),技術(shù)和航空學(xué)受益的技術(shù)。許多創(chuàng)新還在地球上,醫(yī)療保健領(lǐng)域,汽車工業(yè),制造等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用。以下是為今年的SBIR和STTR第一階段計(jì)劃選擇的AM項(xiàng)目的一些示例:

目前,國(guó)際空間站上唯一可操作的印刷設(shè)施是用于塑料,例如ABS和PLA。但是,位于路易斯安那州的初創(chuàng)公司Vistacent提議開發(fā)一種用于太空制造的獨(dú)一無(wú)二的多材料增材制造設(shè)施,該設(shè)施使用工程塑料,復(fù)雜的高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和燒結(jié)金屬零件。該設(shè)施將基于融合沉積建模(FDM)技術(shù),允許國(guó)際空間站上的機(jī)組人員以及其他潛在客戶(例如NASA承包商SpaceX,波音和洛克希德)按軌道制造按需零件。

另一個(gè)雄心勃勃的提議來(lái)自3D火箭制造商Relativity Space。該初創(chuàng)公司概述了一種在大型3D打印應(yīng)用程序中創(chuàng)建實(shí)時(shí)自動(dòng)缺陷檢測(cè)和標(biāo)記的方法。這家初創(chuàng)公司通過(guò)其名為“相對(duì)論空間:未來(lái)3D打印”的建議,提出3D技術(shù)(如自動(dòng)缺陷檢測(cè))是行星外3D打印的關(guān)鍵,這符合NASA的探索目標(biāo)。反過(guò)來(lái),這將帶來(lái)諸如現(xiàn)場(chǎng)制造,按需按需制造原料,無(wú)法從地球發(fā)射的制造對(duì)象以及以新穎的方式設(shè)計(jì)任務(wù)以降低成本的能力等優(yōu)點(diǎn)。

來(lái)自特拉華大學(xué)和德克薩斯州KAI公司的專家團(tuán)隊(duì)將使用一種最新開發(fā)的增材制造技術(shù),稱為局部平面內(nèi)熱輔助(LITA)3D打印技術(shù)來(lái)制造使用連續(xù)碳纖維增強(qiáng)高溫的熱保護(hù)系統(tǒng)熱固性復(fù)合材料。該應(yīng)用程序?qū)镹ASA的“獵戶座”和無(wú)人再入飛船,系外著陸器的火箭噴嘴以及太空發(fā)射系統(tǒng)(SLS)提供服務(wù)。

創(chuàng)新型冷噴涂系統(tǒng)的領(lǐng)先開發(fā)商VRC Metal Systems與南達(dá)科他州礦業(yè)大學(xué)的研究人員一起,通過(guò)將高壓冷噴涂發(fā)展為GRCop-42(NASA研發(fā)的一種材料)的增材制造方法來(lái)推進(jìn)太空推進(jìn)格倫研究中心對(duì)分段燃燒火箭發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)(如航天飛機(jī)主機(jī))顯示出了可觀的前景。該技術(shù)非常適合用于航空航天飛機(jī)的熱結(jié)構(gòu)技術(shù),并且在航空航天制造業(yè)以及3D金屬印刷中具有其他潛在用途。

太空制造工作是NASA和其他商業(yè)太空公司的頭等大事,這就是為什么阿拉巴馬州的IERUS Technologies提議研究一種新型的金屬增材制造工藝,稱為加成摩擦攪拌沉積(AFS-D)的用途,在外部空間環(huán)境中制造和維修大型結(jié)構(gòu)。商業(yè)上稱為MELD的AFS-D工藝可在開放的大氣條件下產(chǎn)生完全致密的近凈形結(jié)構(gòu),而無(wú)需進(jìn)行二次后處理。根據(jù)IERUS的提議,該技術(shù)具有強(qiáng)大的功能,包括釋放市場(chǎng)上幾乎所有金屬,無(wú)需支撐材料即可構(gòu)建復(fù)雜的3D結(jié)構(gòu)以及在軌回收功能,因此是釋放太空制造潛力的理想之選。

專注于創(chuàng)建先進(jìn)的激光3D制造系統(tǒng),PolarOnyx展示了前所未有的精密激光3D制造系統(tǒng),該系統(tǒng)依靠增材制造,減法制造和無(wú)熱焊接來(lái)制造亞微米級(jí)精密望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)。在第一階段結(jié)束時(shí),PolarOnyx預(yù)計(jì)將進(jìn)行概念驗(yàn)證演示,而在第二階段中,預(yù)計(jì)將滿足NASA的大型望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)要求的原型。這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)在衛(wèi)星制造,航天器,醫(yī)療設(shè)備和生物醫(yī)學(xué)儀器中還有其他潛在用途。

對(duì)于第一階段的每個(gè)選擇,公司將獲得高達(dá)$ 125,000的獎(jiǎng)勵(lì)。 SBIR獎(jiǎng)勵(lì)僅授予小型企業(yè),而STTR獎(jiǎng)勵(lì)僅授予與非營(yíng)利研究機(jī)構(gòu)合作的小型企業(yè)。一旦第一階段的SBIR和STTR合同完成,分別在六個(gè)月和13個(gè)月后,NASA計(jì)劃選擇和授予價(jià)值幾百萬(wàn)美元的第二階段連續(xù)合同,以授予之前具有第二階段合同的一些公司。據(jù)該機(jī)構(gòu)稱,這些即將頒發(fā)的獎(jiǎng)項(xiàng)將進(jìn)一步完善與月球可持續(xù)勘探,阿耳emi彌斯計(jì)劃以及美國(guó)更廣泛的月球至火星目標(biāo)有關(guān)的一系列技術(shù)。


NASA的Artemis計(jì)劃是該機(jī)構(gòu)更廣泛的月球至火星探索方法的一部分,該計(jì)劃旨在探索更多的月球并為下一次巨大飛躍做準(zhǔn)備-人類對(duì)火星的探索。

NASA SBIR和STTR計(jì)劃執(zhí)行官Jenn Gustetic表示:“第一階段獎(jiǎng)項(xiàng)只是幫助這些小型企業(yè)將其技術(shù)和思想推向市場(chǎng)的第一步。我們知道這些公司不僅需要資金,還需要業(yè)務(wù)指導(dǎo)和行業(yè)專業(yè)知識(shí)來(lái)幫助他們開發(fā)更好的產(chǎn)品并發(fā)展。我們的計(jì)劃旨在幫助他們每個(gè)人實(shí)現(xiàn)商業(yè)化?!盨BIR和STTR計(jì)劃是美國(guó)宇航局太空技術(shù)任務(wù)局的一部分,并由美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)位于加利福尼亞州硅谷的艾姆斯研究中心(Ames Research Center)管理,它鼓勵(lì)小型企業(yè)發(fā)展創(chuàng)新想法,以滿足聯(lián)邦政府的特定研發(fā)需求,并提供商業(yè)化的潛力。

許多參加NASA獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃的小公司都來(lái)自增材制造背景,并且了解這項(xiàng)技術(shù)對(duì)擴(kuò)展太空領(lǐng)域的重要性。在太空應(yīng)用中使用增材制造對(duì)于降低成本和快速生產(chǎn)高度可定制的組件至關(guān)重要,因此使其成為接管低地球軌道(LEO)以及以后的競(jìng)爭(zhēng)性商業(yè)運(yùn)營(yíng)的理想之選。隨著人類航天飛行新時(shí)代的到來(lái),全球70多個(gè)航天局和數(shù)十家新興公司正在為即將在未來(lái)十年進(jìn)行的一些最大和最令人興奮的航天任務(wù)做好準(zhǔn)備。此外,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)一直在為這一歷史時(shí)刻做準(zhǔn)備很長(zhǎng)時(shí)間,而小型企業(yè)一直是該機(jī)構(gòu)對(duì)太空成功未來(lái)的愿景的一部分。


來(lái)源:中國(guó)3D打印網(wǎng)

   

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