SpaceX火箭將3D打印定制的ZEUS-1衛(wèi)星容器送入太空軌道

魔猴君  行業(yè)資訊   792天前

2023年1月12日，據(jù)魔猴網(wǎng)了解，總部位于新加坡的3D打印服務(wù)提供商Creatz3D開發(fā)了一款創(chuàng)新的、超輕的衛(wèi)星發(fā)射容器——宙斯一號(hào)（ZEUS-1），這款容器將由SpaceX火箭送入預(yù)定的太空軌道。

Creatz3D所開發(fā)的ZEUS-1衛(wèi)星容器是與合作伙伴Qosmosys和NuSpace聯(lián)合開發(fā)，這款容器獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是為了裝載50個(gè)金色的陽(yáng)極氧化藝術(shù)品。這些藝術(shù)品后來被SpaceX發(fā)射到軌道上，以慶祝先驅(qū)者10號(hào)探測(cè)器發(fā)射50周年。利用3D打印技術(shù)，這些公司發(fā)現(xiàn)他們能夠?qū)⑿l(wèi)星支架的質(zhì)量減少50%以上，同時(shí)也大大降低了成本和交貨時(shí)間。

NuSpace公司的首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Ng Zhen Ning解釋說："最初提出的設(shè)計(jì)是由片狀材料制成的。這可能花費(fèi)高達(dá)4000至5000美元，并且需要至少三周的漫長(zhǎng)交貨期才能將機(jī)器制造的部件送到我們手中，而3D打印部件只需要兩到三天。"

△宙斯一號(hào)衛(wèi)星的在軌效果圖。圖片來自Qosmosys。

Creatz3D：不僅僅是一個(gè)經(jīng)銷商

乍一看，Creatz3D 似乎與其他新加坡 3D 打印經(jīng)銷商和服務(wù)提供商（例如ZELTA 3D或3D Print Singapore ）一樣，只是提供一些類似的產(chǎn)品，例如：主流的聚合物、金屬和陶瓷3D打印機(jī)，以及3D打印軟件包和后處理系統(tǒng)，但它也為那些有高要求的使用案例提供定制服務(wù)。

自2012年成立以來，Creatz3D已經(jīng)與150多個(gè)商業(yè)伙伴和研究機(jī)構(gòu)合作。這使得該公司在工業(yè)級(jí)3D打印項(xiàng)目中積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，去年它利用這些知識(shí)幫助Qosmosys公司開發(fā)了一種能夠在寒冷的太空真空中工作的NASA定制產(chǎn)品。

△在NuSpace的辦公室里安裝的3D打印測(cè)試容器。照片來自Creatz3D

向航天創(chuàng)新致敬

Godspeed 項(xiàng)目由按需軌道發(fā)射公司 Qosmosys 發(fā)起，旨在慶祝先驅(qū)者 10 號(hào)的發(fā)射，這是 1972 年 NASA 完成首次木星任務(wù)的探測(cè)器。然而，雖然Qosmosys已經(jīng)決定在衛(wèi)星測(cè)試容器中裝滿紀(jì)念先鋒號(hào)發(fā)射的藝術(shù)品，但他們最初并不清楚如何才能最好地實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

傳統(tǒng)上，數(shù)控加工或金屬板成型將被用于創(chuàng)建一個(gè)鋁制外殼，但考慮到重復(fù)此類部件將涉及折疊和鋸切，Qosmosys公司認(rèn)為這是無(wú)效的。另一個(gè)需要考慮的問題是 "排氣"，這是一個(gè)在太空中運(yùn)行的壓力導(dǎo)致齒輪釋放出氣體的問題，這種氣體會(huì)被困住并損壞附近的部件。

為了解決這些問題，Qosmosys與Creatz3D和NuSpace合作，用Antero 800NA開發(fā)了一個(gè)外殼，這是一種Stratasys材料，具有高耐化學(xué)性和低排氣性。打印完成后測(cè)試容器必須足夠小，以容納在Zeus-1衛(wèi)星支架內(nèi)。為了確保這一點(diǎn)，Creatz3D說它調(diào)整了NuSpace公司提供的CAD模型的壁厚，從而制造了一個(gè) "像手和手套一樣 "的部件。

通過3D打印的測(cè)試容器重量為362克，據(jù)說比傳統(tǒng)的6061鋁制造的800克的重量要輕得多?？偟膩碚f，美國(guó)宇航局稱每發(fā)射一個(gè)有效載荷的成本為1萬(wàn)美元，該團(tuán)隊(duì)說他們的方法也有助于使宙斯一號(hào)在其他方面更具成本效益。

宙斯一號(hào)于2022年12月18日從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角搭乘SpaceX公司的火箭完成發(fā)射。

△NuSpace團(tuán)隊(duì)與最終的3D打印衛(wèi)星外殼。照片來自Creatz3D

衛(wèi)星3D打印的不斷進(jìn)步

如今，航空航天3D打印已經(jīng)達(dá)到了如此先進(jìn)的階段，該技術(shù)不僅被部署在衛(wèi)星配件的生產(chǎn)中，還被部署在飛船本身的創(chuàng)造中。2022年7月， 3D Systems公司宣布已與Fleet Space公司簽訂3D打印射頻貼片天線的合同，以用于其阿爾法衛(wèi)星。

去年，波音公司還公布了一個(gè)新的高通量小型衛(wèi)星3D打印設(shè)施。這個(gè)綜合設(shè)施在2022年底投入使用，據(jù)說將部署該技術(shù)以加速衛(wèi)星生產(chǎn)并制造整條太空巴士。

雖然嚴(yán)格意義上講不是衛(wèi)星本身，但Alba Orbital的3D打印PocketQube發(fā)射器經(jīng)常被用來將這類設(shè)備推進(jìn)軌道。Alba Orbital的低成本AlbaPod部署器完全由CRP Technology的Windform XT 2.0復(fù)合材料制造，在2022年期間被用來發(fā)射幾個(gè)微型衛(wèi)星。

來源：南極熊