3D打印太空飞行器

“你总是希望它尽可能轻,但你也希望它足够强大。”

– Chris Chapman, NASA test engineer


敏捷的白色车辆在亚利桑那州的沙漠中漫游,操纵着无情的地形,风和太阳击落,温度从一个极端摆动到另一个极端。 美国航空航天局的宇航员和工程师正在模拟火星残酷状况的环境中,在岩石和沙地上下山上试驾一辆火星车。


这是沙漠RATS(研究和技术研究),流浪者 - 关于悍马的大小,并拥有一个压力舱,以支持人类在太空 - 正在接受考验。 它最终可能是美国宇航局最崇高的目标之一:人类探索火星。 在不久的将来,类似的车辆可能会帮助人类研究近地小行星。


漫游车是美国宇航局将人类进一步扩展到太空的使命的组成部分。它的舱室可以容纳一对宇航员,因为他们研究外星人的表面。它在六个车轴上的十二个坚固轮子在不规则,不确定的地形上挣扎。它的向前突出的驾驶舱可以向下倾斜,使其观察气泡低到地面。



这款火星车有一个支撑着宇航员的加压舱,包括大约70个FDM部件,

包括外壳,通风口和固定装置。


3D打印流浪者零件


为了设计出这样一款顽强而专业的车辆,NASA的工程师们汲取了独创性和先进技术。例如,构成流动站的大约70个部件是在生产级Stratasys 3D打印机的加热室中直接从计算机设计数字化构建的。这个过程称为熔融沉积建模(FDM)技术或增材制造,为火星地形创造了足够耐用的复杂形状。


当您构建一些高度定制的车辆并使其受到超凡脱俗的惩罚时,库存零件和传统制造方法是不够的。美国航空航天局漫游车上的3D打印部件包括阻燃通风口和外壳,摄像机支架,大型吊舱门,大型部件,可用作前保险杠,以及许多定制设备。 FDM提供设计灵活性和快速周转,为复杂的电子组件构建定制的外壳。例如,一个耳形外壳是深的和扭曲的,并且加工是不可能的 - 或者至少是非常昂贵的 - 。


对于3D打印部件,NASA使用ABS,PCABS和聚碳酸酯材料。由Stratasys获得专利的FDM是唯一支持生产级热塑性塑料的3D打印方法,该热塑性塑料重量轻但耐用,足以用于坚固耐用的最终用途部件。


失败不是一种选择


美国国家航空航天局的测试工程师克里斯查普曼说:“你总是希望它尽可能轻,但你也希望它足够强大,以至于它有你的安全因素,没有人会受到伤害。” NASA关于人类太空旅行的口号是:失败不是一种选择。从地球发射开始,太空之旅使车辆受到强烈的压力。 “为了逃离地球的大气层,你每小时要跑几千英里。所以你必须能够处理所有这些振动只是为了进入太空,车辆不会被损坏,“查普曼说。


美国国家航空航天局的工程师还通过3D打印原型来测试他们最终将在其他材料中构建的零件的形状,配合和功能。这确保了加工零件基于最佳设计,通过在承诺昂贵的工具之前解决挑战。查普曼说:“每个人都有预算要处理,我们也没有什么不同。”


每天,美国宇航局的工程师和他们的设备弥合了预算和可制造性等实际问题之间的差距,以及发现陌生世界秘密的人类动力 - 在车间,沙漠中,最终在另一个星球上。




这款火星车有一个支撑着宇航员的加压舱,包括大约70个FDM部件,

包括外壳,通风口和固定装置。