3D打印技術(shù)加速國(guó)際空間站內(nèi)宇宙紫外線望遠(yuǎn)鏡研發(fā)

來(lái)源：Stratasys

近日，意大利國(guó)際電聯(lián)核物理研究所(INFN –國(guó)家核物理研究所)采用FDM® 3D打印技術(shù)，生產(chǎn)出來(lái)了可供國(guó)際空間站(ISS)使用的零件。在意大利航天局(ASI)與俄羅斯航天局(Roscosmos)之間簽訂的臨時(shí)雙邊協(xié)議下，INFN使用其Stratasys Fortus 450mc FDM 3D打印機(jī)生產(chǎn)了首個(gè)完整的機(jī)械構(gòu)架。在ASI的幫助下，目前，正在國(guó)際空間站上的宇宙紫外線望遠(yuǎn)鏡上使用。

Stratasys Fortus 380/450mc FDM 3D打印機(jī)

為了在國(guó)際空間站中研究地球和宇宙紫外線輻射，一臺(tái)名為 “Mini-EUSO”(極端宇宙空間觀測(cè)站的多波長(zhǎng)成像新儀器)的望遠(yuǎn)鏡應(yīng)運(yùn)而生。它最近被聯(lián)盟號(hào)火箭送入太空，并成功地放置在俄羅斯茲維茲達(dá)(Zvezda)模塊中面向地球的窗口上。

3D打印技術(shù)對(duì)這個(gè)項(xiàng)目的影響是革命性的。通過(guò)在Mini-EUSO機(jī)械結(jié)構(gòu)的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中使用3D打印聚合物部件，該團(tuán)隊(duì)將項(xiàng)目的總成本降低了十分之一，并節(jié)省了一年的開(kāi)發(fā)時(shí)間。Ricci說(shuō)：“對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)驚喜的結(jié)果。不得不說(shuō)，我從來(lái)沒(méi)有預(yù)料到 3D打印會(huì)帶來(lái)這樣的貢獻(xiàn)�！�

羅馬INFN機(jī)械設(shè)計(jì)與制造部負(fù)責(zé)人Tommaso Napolitano表示，生產(chǎn)Mini-EUSO的機(jī)械結(jié)構(gòu)面臨若干的挑戰(zhàn)。最值得注意的是，該團(tuán)隊(duì)需要一種能夠滿足航空航天工業(yè)和國(guó)際空間站的嚴(yán)格認(rèn)證要求，并能承受火箭發(fā)射的機(jī)械應(yīng)力和振動(dòng)的材料。

Tomasso說(shuō)：“在滿足材料認(rèn)證要求的同時(shí)要達(dá)到預(yù)期性能，為此我們探索了多種方法。我們甚至制造了一個(gè)完整的鋁制原型，鋁是航空航天最常見(jiàn)的材料之一。但結(jié)果與預(yù)期相去甚遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)太重，無(wú)法提供內(nèi)部電流所需的絕緣�！�

3D打印的微型EUS放置在空間站Zvezd模塊中面向地球的窗口上

ULTEM™ 9085樹(shù)脂是理想的替代品。這種材料不僅非常耐用，而且重量很輕，具有優(yōu)異的絕緣性能，而且具有耐化學(xué)性和耐熱性。Tomasso說(shuō)：“坦白地說(shuō)，如果無(wú)法用這種材料打印微型Mini-EUSO結(jié)構(gòu)，我們就難以達(dá)到國(guó)際空間站的安全性和重量要求�！�

INFN 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Ricci“ 我為項(xiàng)目的執(zhí)行方式感到非常自豪，并對(duì)取得的成就感到非常興奮。對(duì)于我來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在很清楚 3D打印為科學(xué)研究的成功和技術(shù)進(jìn)步做出了怎樣的重大貢獻(xiàn)�！�

INFN是意大利政府的一家研究機(jī)構(gòu)，任務(wù)是促進(jìn)、協(xié)調(diào)和開(kāi)展核、亞核和天體粒子物理方面的科學(xué)研究。Labatori Nazionali di Frascati(LNF)分部是INFN的四個(gè)國(guó)家研究中心之一，該中心還與意大利主要大學(xué)合作，作為其研究活動(dòng)的一部分。在LNF，團(tuán)隊(duì)有幾臺(tái) Stratasys FDM 3D打印機(jī)用于生產(chǎn)工作，其中最新的一臺(tái)是Stratasys的當(dāng)?shù)睾献骰锇椤⒛茉醇瘓F(tuán)旗下 CAD Manager額外提供的一臺(tái)Fortus 450mc打印機(jī)。此外，該團(tuán)隊(duì)最近首次推出PolyJet 3D打印，以進(jìn)一步推動(dòng)其設(shè)計(jì)工作。