Cieľom ESA je vytvoriť obehové vesmírne hospodárstvo a recyklovať materiály na obežnej dráhe.
Prvý tvar vytvorený pomocou 3D kovovej tlačiarne. Zdroj: ESA/NASA
V auguste 2024 došlo na palube Medzinárodnej vesmírnej stanice (ISS) k historickému okamihu. Vo vesmíre sa ľudstvu podarilo úspešne vytlačiť vôbec prvý kovový tvar na 3D tlačiarni. Plánuje vyrobiť tri ďalšie tvary.
Tento úspech predstavuje významný skok v oblasti kozmickej výroby, otvára nové dvere budúcim misiám, ktoré by sa mohli spoliehať na výrobu a opravy na obežnej dráhe. Priekopnícka misia vedená Európskou vesmírnou agentúrou (ESA) ukázala, že tlač kovových častí v mikrogravitácii je nielen možná, ale aj kľúčová pre budúci vesmírny prieskum.
3D tlačiareň na kov. Zdroj: ESA/Airbus
3D tlač vo vesmíre
3D tlačiareň určená na výrobu kovov bola vyvinutá spoločnosťou Airbus a jej partnermi z konzorcia, ktoré je financované ESA. Na ISS dorazila v januári tohto roku. Hlavným cieľom tlačiarne bolo demonštrovať realizovateľnosť výroby kovových komponentov v jedinečných podmienkach vesmíru. Po jej inštalácii na modul Columbus ISS v máji sa začali prípravy na samotnú 3D tlač. Všetko mal na starosti astronaut Andreas Mogensen, ktorého úlohou bolo zabezpečiť, aby bola tlačiareň hermeticky uzavretá a pripravená na prvú prevádzku.
3D tlač nie je na stanici ISS novinkou. Prvé experimenty, ktoré skúmali možné využitie tejto technológie, sa začali v roku 2014. Fungovali tak, že stroj roztavil plast a následne ho vytlačil z pracovnej hlavy, riadenej digitálnym súborom, čím sa vytvorili rôzne zložité formy. Plast sa príliš nezohrieva a pomerne ľahko sa ovláda aj v nulovej gravitácii.
Použili nehrdzavejúcu oceľ
Samotný proces 3D tlače sa začal nanášaním nehrdzavejúcej ocele. Na rozdiel od tradičných stolových 3D tlačiarní, ktoré používajú plastové vlákno, táto tlačiareň využila drôt z nehrdzavejúcej ocele, roztavený výkonným laserom. Vysokovýkonný laser dosiahol teploty nad 1200 stupňov Celzia, čím roztavil kovový drôt, ktorý sa potom vrstva po vrstve ukladal na pohyblivú dosku.
Pre väčšiu bezpečnosť tlačili odborníci tvary na diaľku v zapečatenom kovovom boxe.
Jedným z najdôležitejších aspektov procesu 3D tlače bolo zabezpečiť, aby bola každá vrstva kovu nanesená v správnej výške. Tento proces si vyžadoval extrémnu presnosť, pretože i malé odchýlky mohli ovplyvniť štrukturálnu integritu konečného produktu. Tím monitoroval výšku každej vrstvy a medzi vrstvami vykonal kalibračné úpravy, aby sa zabezpečilo spĺňanie presných technických požiadaviek finálnej časti.
Do polovice júla 2024 tím úspešne vytlačil polovicu prvej vzorky, ktorá predstavovala 55 vrstiev. Neskôr sa podarilo urýchliť proces tlače vďaka sérii optimalizácií. Tie umožnili tlačiarni pracovať efektívnejšie a dlhší čas, miesto 3,5 hodiny zvýšili prácu na 4,5 hodiny denne.
Vesmírna stanica ISS. Zdroj: iStockphoto.com
Po mesiacoch tvrdej práce bola začiatkom augusta vytlačená prvá 3D kovová vzorka. Po dokončení všetkých štyroch testovacích tvarov sa vzorky vrátia na Zem na analýzu. Cieľom ESA je vytvoriť obehové vesmírne hospodárstvo a recyklovať materiály na obežnej dráhe.
Zatiaľ musia byť všetky komponenty, ktoré majú slúžiť na prieskum vesmíru, vyrobené na Zemi a potom prepravené na obežnú dráhu. Ide o nákladný a logisticky zložitý proces. S príchodom novej kovovej 3D tlače na palube ISS by však mohli astronauti vyrábať nástroje, komponenty alebo dokonca náhradné diely priamo na obežnej dráhe.
Zdroj: New Atlas, Satellite Prome
(JM)
