美国宇航局的工程师3D打印一个全功能的空间站望远镜
美国国家航空航天局正在建立的第一个全功能的空间站望远镜,计划完全使用3D打印部件。“据我所知,我们尝试建立全世界第一个完整3D打印的空间站望远镜。”美国宇航局的航天工程师杰森budinoff说,他是在马里兰州美国宇航局贝尔特的哥达德太空飞行中心工作的工作人员。 budinoff建立了一个全功能的,50毫米(2英寸)望远镜的外管,折流板和光学装置都是3D打印的,作为一个单一的结构。该仪器是足够非常小,适合放在一个立方体卫星上。
图片来源:NASA的哥达德/杰森budinoff
“这是一个探路者。”Budinoff说。 “当我们制造像望远镜这样的科学仪器时,它通常涉及到几百个零部件,制造起来非常复杂,很昂贵。 但用3D打印,就可以减少零件的总数,并使它们具有几乎任意的几何形状,我们将不再受到传统的铣削和车床加工技术能力的限制。”
在Budinoff的望远镜上只会有四个3D打印的零部件,然而,这四个用激光烧结铝粉和钛粉制成的部件却取代了20-40个常规零部件。但是,零件的复杂程度却大大增加了。比如3D打印的外壳将被设计成现有制造技术无法实现的形状,从而能够大大减少仪器内部的散光。
“我基本上是想表明,增材制造的仪器可以飞。”Budinoff说。 “我们将不得不减轻风险,并在未来的项目管理人员问,“我们能使用这种技术吗?”的时候,我们可以说,“是的,它已经经我们验证合格。””
他的下一个目标是要证明他可以用铝粉生产3D打印的空间站望远镜,挑战多孔铝制3D打印技术,这非常难以打磨表面。根据他的计划,3D打印服务公司将制作一未镜坯适合他的两英寸的仪器。然后通过高压气体将其压缩。 当气体压力增加到15000磅,然后加热室挤压镜面降低表面孔隙,这一过程称为热等静压。
“我们认为,加上一层薄薄的铝表面上和哥达德沉积铝稳定化热处理,就可制作一个3D打印的金属反射镜。任何人都可以在我们这里学习建立了光学仪器。”budinoff说。”我想我们可以证明在成本和时间上使用3D打印是最有效的制造方式。”
明年,他还计划使用合金制造3D打印试验仪器部件,铁镍合金极端的稳定性,在一定的温度范围内。超稳定的3D打印材料是支撑轻量级的望远镜和其它仪器骨架的最佳选择。
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