يمكن أن تنتج الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن أكثر أجزاء الصواريخ تعقيدًا ، باستخدام مواد مقاومة للاحتراق. في حين أن الطباعة ثلاثية الأبعاد ليست جديدة ، كيف تقدمت التكنولوجيا لمواجهة ظروف الفضاء الأكثر قسوة؟
من البلاستيك إلى المعدن
منذ ظهور أول طابعات ثلاثية الأبعاد في الثمانينيات ، استمرت تطبيقاتها في النمو. في البداية ، كانت التكنولوجيا غير معروفة نسبيًا ، وفقًا لـ Live Science ، لكنها اكتسبت شعبية في القرن الحادي والعشرين. في السنوات الأولى للطباعة ثلاثية الأبعاد ، تم استخدامه بشكل أساسي للنماذج الأولية السريعة وكان الخيوط المتاحة مقصورة على البلاستيك. هذه المادة المرنة هي أبسط خيار للطباعة ثلاثية الأبعاد حيث يمكن صهرها وتشكيلها بسهولة.
في درجة حرارة الغرفة ، لا يمكن طباعة المعدن بشكل طبيعي على شكل سائل. ومع ذلك ، هذا هو بالضبط ما تسمح به آلات اليوم. لصنع أشكال صغيرة من المعدن ، تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد طريقة أسرع بكثير مقارنة بقطع المعادن. يوضح كتاب مقدمة في هندسة البلاستيك (2018) أن هذه الأخيرة هي عملية طرح ، والتي تتضمن نحتًا إلى قطع معدنية متقاربة الشكل ، ويمكن أن تكون مكلفة للغاية وتستغرق وقتًا طويلاً. بدلاً من ذلك ، تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد عملية مضافة تستخدم أبعادًا محددة بعناية لبناء طبقة ثلاثية الأبعاد تلو الأخرى.
بعض طرق طباعة المعادن لها خطوات أكثر من غيرها ، بناءً على طريقة الطباعة. تلبد المعادن الانتقائي يطبع المعدن من خلال دمجه مع البلاستيك. هذا يجعل عملية الطباعة مماثلة لعملية الطباعة بالبلاستيك. الفرق هو أنه عند إزالتها من الجهاز ، فهي ليست قطعة معدنية بالكامل بعد. تعمل الخطوات الإضافية على تقوية الجزء المطبوع وإزالة البلاستيك غير المرغوب فيه.
متعلق ب: تكشف شركة Relativity Space عن صاروخ Terran R القابل لإعادة الاستخدام والمطبع بتقنية ثلاثية الأبعاد
تطبيق الفضاء
يفضل العديد من المهندسين المكلفين بصنع مكونات فضائية مثل الأجزاء المعدنية للصواريخ طباعة المعادن. نظرًا لأن المحركات الصاروخية يجب أن تكون قادرة على تحمل درجات حرارة عالية جدًا ، غالبًا ما يتم اختيار مسحوق سبائك النحاس الفائق من نوع Inconel. Inconel هي فئة مميزة من السبائك الفائقة المعروفة بمقاومتها للتآكل والأكسدة.
بدلاً من دمج البلاستيك في الفتيل المعدني ، تعد الطباعة للتطبيقات الفضائية أكثر ملاءمة لتلبيد المعادن بالليزر المباشر. لإنتاج أجزاء صاروخية كثيفة ، يتم وضع مسحوق معدني سائب في طبقات. بين كل طبقة يتم وضعها ، يتم توجيه الليزر على المسحوق المعدني. يتتبع الليزر الشكل الدقيق الذي يمليه الملف الرقمي ويذوب المعدن في العملية. يتكرر ذلك لكل طبقة ، حتى يتم غمر الشكل المعدني الصلب في مسحوق المعدن الزائد.
وسرعان ما يمكن أن تتم الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن في الفضاء لإنشاء أدوات ، بدلاً من إرسال المعدات بالصواريخ. سيؤدي ذلك إلى تقليل الوقت المستغرق لاستلام قطع الغيار للإصلاحات بالإضافة إلى تكلفة نقلها من الأرض إلى محطة الفضاء الدولية (ISS). تمول ناسا حاليًا بحثًا في الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد بجاذبية منخفضة. اعتمادًا على نجاح التصنيع الفضائي ، يمكن أن يشمل المستقبل طباعة قاعدة على القمر.
ذوبان المعدن
من الملف الرقمي إلى الجزء المعدني ، اتبع خطوات عملية الطباعة المعدنية في الصورة التفاعلية التالية.
مصادر إضافية
ماذا بعد الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد في الفضاء؟ يمكنك أن تقرأ عن التقدم نحو الطباعة ثلاثية الأبعاد المستقلة في الفضاء في هذه المقالة من قبل وكالة ناسا. أو تعرف على المزيد حول كيف يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد أن تساعد أبحاث محطة الفضاء.
