太空行走的3D打印工具 - Zortrax生态系统和NASA

国际空间站（ISS）是低地球轨道中最大的人造体。16个模块从1998年到2011年推出和组装，为6艘宇航员的团队提供了32,898个CU FT，以便在物理，天体学，天文学，空间，生命科学等许多其他领域进行研究。欧洲杯线上买球

保持ISS运行通常需要维护在敌对空间环境中在车站外进行。宇航员在众多活动或eva的活动期间做到这一点，通常称为太空走道。

在国际空间站周围的太空走道的宇航员。学分：NASA / JSC。

到目前为止，已经有200多个这些外太道致力于添加新模块，并将现有的技术形状保持良好 - 超过1250小时，已经在太空中度过。没有彻底设计的工具，所有这项工作都不会成为可能。设计它们是休斯顿的NASA Johnson Space Center的工程师的工作Zortrax M200.和M300 3D打印机。

背景

美国宇航局将其任务分为两大类：标称和非名义。工程师可以将他们的时间在原型工具中，因为大多数相关变量事先已知：特派团的技术要求，该工具将用于使用的条件以及它将实现的目标。

由于空间相关技术的开发过程相对较长，因此在今天使用的标称工具中使用的最大标称工具EVA工具和设备参考书2020欧洲杯下注官网NASA JSC于1993年11月发布。从那以后一直没有必要更新。

在ISS外的太空行走期间执行维护任务的宇航员。学分：NASA / JSC。

但是，用于非名义任务的工具是完全不同的。需要这种设备来处理意外。NASA JSC的团队必须为简短的通知设计，原型，测试和提供非常具体的情景。这通常是3D打印等快速原型制作技术的地方。

目标

美国宇航局工程师面临设计evas工具的挑战从电台运行的极端条件下出现了EVA的工具。该ISS以惊人的17,200英里/小时以惊人的17,200英里/小时绕到表面上方大约250英里的地球。每24小时一次，它经历了16个光线和黑暗。

从离去的航天器看到的。积分：美国宇航局。

虽然地球的高度的重力或者与我们在地面上的体验中的体验相同，但是，如轨道中的所有其他物体，虽然是轨道中的所有其他物体，但在连续的自由状态下导致明显失重。没有空气进行热量，在暗面上暴露于250摄氏度的阳光下，同时低至减去250 f。

阴影和阳光之间的温度差异适用于宇航员及其外部工作的工具，而无需热控制系统以保护它们。

在2017年10月10日在一个太空行走期间采取selfie的宇航员纪念嘿。积分：美国国家航空航天局。

为了在太空中生存，宇航员佩戴两件式半刚性的迁移率单位（EMU），也称为Spacesuit。鸸us提供超过8小时的终身支持，并提供29.6 kpa的工作压力，但由于加压手套，它们非常难以使精确的手动变动。

因此，美国宇航局JSC的工具设计团队有三个主要挑战，以克服他们的工作。首先，他们需要确保宇航员可以用戴着加压手套的宇航员使用工具。

其次，他们需要确保在恶劣空间环境中的刀具函数。第三，他们需要为所有宇航员提供直观和易于使用的工具。拉开这件事将迭代各种设计和许多3D印刷概念。

过程

工具的设计过程在宇航员，eva计划者或其他人意识到需要某个工具时开始尚不存在。各种利益相关者将在一起和非正式地结合在一起，开始确定工具要求。

然后，团队将开始集思广益，并通常在CAD中模拟概念。如今，随着添加剂制造的出现，团队还会最终有用在确定哪些概念比其他概念更好。然后，工程师继续迭代设计，使相关利益攸关方能够获悉并获得他们的意见，因为设计越来越详细。最终，最终概念被选中，团队的其余部分专注于确保设计将在太空中工作。

2017年10月10日在太空行走期间使用的eva Gopro套管宇航员标记Vande Hei的3D打印的原型。积分：NASA / JSC。

在某种程度上，工具预期环境的空间确定了哪种后处理技术对NASA JSC工程师有意义。每个3D印刷模型都需要几个精加工触摸。第一步是Removng支持结构。然后，团队继续钻孔，这取决于所需的精确尺寸并在必要时添加螺纹孔。接下来安装插入并有时打磨边缘。

eva gopro套管的3D打印原型。学分：NASA / JSC。

由于宇航员的工具需要完美无瑕的尺寸准确性，因此该团队最初具有孔的孔径的次要问题，孔的直径略低于由于收缩而略低于所有ABS基材料的固有性质。欧洲杯足球竞彩

通过在z-suite中调整适当的高级设置来解决问题。具体而言，工程师使用偏移功能。这是一个选择，允许用户修改模型的外轮廓和​​孔尺寸，以控制收缩。

总的来说，Team 3D用三种专用Zortrax材料打印：Z-ABS，Z-HIPS和Z-Ultrat。欧洲杯足球竞彩适用于空间的部件非常克服，因为大多数已知的胶水都不会抵御ISS周围的极端温度。因此，该工具被设计为螺栓固定，而不是粘在一起。

具有设计和3D打印的设计，团队进行了测试阶段。2015年3月，当NASA JSC购买了第一个Zortrax 3D打印机时，用Z-ABS打印的原型3D提供了一种手法在此过程中握住工具，并摆脱在CAD建模期间耗尽工程师的设计缺陷阶段。

然而，与Z-Ultrat这样的更强的材料，团队欧洲杯足球竞彩在3D印刷工具上运行更苛刻的测试。如今，功能性3D印刷原型在中性浮力实验室（NBL）进行测试，位于NASA JSC酒店的巨大游泳池。

NASA JSC的中性浮力实验室（NBL）。学分：NASA / JSC。

NBL是202英尺长，102英尺宽，40英尺深，含有620万加仑的水 - 足以保持ISS模块的全级模型。由于设施用于培训宇航员，它还提供了测试各种工具设计的机会。在NBL使用3D印刷原型的目的是确定REACH和进入工程店。

在NBL的测试和培训期间宇航员。学分：NASA / JSC。

在NBL测试阶段之后，3D打印原型已经提供了他们的目的。进一步的测试，如将工具放入真空或热腔室中，用适用于空间环境的最终使用材料制成的装置进行。欧洲杯足球竞彩

eva gopro套管的3D打印原型。学分：NASA / JSC。

可预见的是，原型化过程所需的时间取决于工具及其复杂性。该工具的紧迫性还可以确定团队提供最终设计的速度。对于简单的工具，美国宇航局JSC工程师已经能够在3周内设计，构建，测试和提供全功能设备。目前，该集团涉及一个非常复杂的项目，具有3年的交货时间。

结果

NASA JSC的工程师一直在使用Zortrax M200.自2015年3月以来Zortrax M300.自2017年4月起。截至1月25日^TH.在2018年，3D打印机的运行时略微超过3000小时：M200和M300的M200和838小时的2163小时。

两台机器，在此时间3D打印超过1350份，组合在近450个工作周期中。EVA GoPro是一个热门摄像机的套管，为太空走道上的宇航员提供手持式高清视频选项是Zortrax Machines上的工具之一。自2015年以来，EVA GoPro已被使用。在开发过程中，NASA JSC工程师3D打印了如何包含此相机的不同概念，因此它可以在空间中运行。

宇航员Mark Vande Hei使用2017年10月10日在太空行走期间的EVA Gopro套管的最终用途版本。积分：美国宇航局。

另一个例子是为Neeoo设计的工具，其中NASA的永久性组织之一设置了水下以复制宇航员在太空中的经验。为了支持NEEMO 20任务，指甲持有人制作Zortrax M200 3D打印机在美国国家航空航天局的船员的要求，否则被称为Aquanauts。

Aquanauts需要更好的方法来举行指甲，他们正在使用它来标记他们对珊瑚礁采样的位置。NASA JSC的工程师设计，建模和3D打印了指定的支架，并在24小时内交付到Aquanaut。

结论

在获取Zortrax 3D打印机之前，NASA JSC工程师将使原型出错。他们使用了与他们现在的过程相同，在CAD中建模他们的概念，制作图纸，并使它们在机器商店加工。

虽然，由于金属中数控加工零件的成本相对较高，但他们无法尽可能多地迭代他们的设计。当时在NASA JSC时使用其他3D打印机，但只有几个人都有它们。

该股票从离开航天飞机亚特兰蒂斯拍摄。积分：美国宇航局。

3D打印机开始变得更加实惠，JSC的工具原型队伍为自己允许更多自由和访问感到意义。在他们的设计过程中，该团队的M200和M300几乎每天运行几个月。他们声称机器对他们的过程至关重要。

此信息已采购，从Zortrax提供的材料进行审核和调整。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息，请访问zortrax.。