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首批測試3D打印PEEK材料部件將于2023年4月份登陸月球

2023-01-31

  2023年1月29日,歐洲航天局(ESA)宣布,歐洲首批采用3D打印技術生產的PEEK原型和最終用途部件很快將登錄月球,它也是阿聯酋月球任務的一部分。  

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△3D打印組件在發射前粘合到拉希德漫游車的輪子上  

拉希德(Rashid)漫游車的四個輪子的外緣裝有3D打印小樣品板,用于測試不同材料如何應對月球惡劣環境下的粗糙表面抵抗力實驗。該任務于2022年12月11日星期日成功發射,預計將于2023年4月完成首次與月球表面接觸。  

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△拉希德漫游車渲染圖  

這些3D打印部件由一家專注于使用PEEK、PEI、PPSU等高性能聚合物材料3D打印機開發商OrionAdditiveManufacturing(OrionAM)生產。歐空局空間材料工程師UgoLafont博士解釋:“OrionAM特別擅長在PEEK中進行3D打印,因此樣品的質量比較高。”  

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△在ESA-ESTEC進行的導電PEEK彎曲測試  

用于月球著陸的導電PEEK3D打印部件  

3D打印樣品由ESA生產的碳納米管和石墨烯導電復合材料制成,可用于太空應用。對于這項任務,ESA材料工程師UgoLafont博士選擇了PEEK熱塑性塑料3D打印樣品作為首選測試對象。因為PEEK被認為足夠堅固,可以在某些情況下替代金屬部件,并且以耐受太空環境而著稱。  

眾所周知,盡管PEEK材料難以打印,而且通常導致的機械性能遠低于注塑成型零件,但通過OrionAM專有的3D打印工藝可實現比注塑成型更高的機械性能。  

2021年,OrionAM開始與ESA的歐洲空間研究與技術中心(ESTEC)合作開展該項目,該項目現在將把首批3D打印部件送上月球。在ESA-estec進行內部測試時,使用ESA導電PEEK打印的樣品的力學性能比之前使用非PEEK優化的3D打印技術高出87%。  

Lafont博士認為,OrionAM開發的技術突破了PEEK等高性能聚合物增材制造的界限,使該技術不僅易于使用,而且在嚴肅的航空航天應用中也可行。  

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△OrionAM的內部設施一角  

進一步測試3D打印在太空中的能力  

OrionAM的總經理AdamRumjahn說:“這些獨特而特殊的材料在保持其卓越材料特性的同時對3D打印具有挑戰性,這正是我們開發A1503D打印制造系統的原因。我們的系統使這些材料可以輕松加工成最終用途和空間就緒組件,并且無論加載方向或環境如何,都能發揮其全部潛力。我們在過去5年時間里開發了這項技術,并自豪地宣布這一成就將在月球上使用。”  

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△OrionAMA1503D打印制造系統  

OrionAM的研究團隊也開始使用與其過程相關的數據來驗證其聲明。在多項研究中,該公司表示,已證明它的技術能夠始終如一地打印出接近各向同性的材料,甚至超過了幾種PEEK材料的注塑成型強度。  

Adam補充道:“我們的目標是使用OrionAM的工藝和測試來更新材料數據表,這樣業界就可以相信,3D打印高性能聚合物是可能的。這最終將推動我們的增材制造在工業、太空和醫療領域的最終用途部件的采用。”  

阿聯酋月球任務  

由獵鷹9號于2022年12月11日星期日從卡納維拉爾角發射,由迪拜的穆罕默德·本·拉希德航天中心(MBRSC)設計和開發。


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