Инженер РКК «Энергия» Ильяс Ашимов стал призёром конкурса научно-технических работ «Орбита молодёжи». Он презентовал технологию для 3D печати из металла в космосе.
Постоянно возить детали на высоту 400 км, где курсирует орбитальная станция, не то что бы удобно. А если речь о межпланетных полётах или лунной базе, то и вовсе невозможно. Принтер во многом решает проблему.
Ильяс представил промышленный робот-манипулятор для 3D принтера. Он печатает с помощью проволочной электродуговой технологи.
Этот метод характеризуется высокой энергоэффективностью - до 90%. Напряжение 10-30 В, а ток дуги 40-89 А. Её мощность может достигать ~1,7 кВт, но из-за импульсного характера воздействия значение вдвое ниже максимального. Нагрев по сравнению с другими методами печати также меньше. Так что технология оптимальна для ремонта оборудования в космосе.
По факту всё, что нужно, это электричество и проволока. Она плавится и переносится слой за слоем под действием электродуги.
Габариты изделий предполагаются внушительные – можно напечатать что-либо до 1,5 метров в кубе. Материал – металл. Будь то алюминиевый сплав или нержавейка. Такой принтер даёт не только изготовление элементов, но также сборку и сварку на месте.
Молодой инженер составил перечень элементов космических аппаратов, изготовление которых возможно и целесообразно в условиях космического пространства. В список вошли порядка 10 видов деталей, которые можно печатать из металла прямо на борту станции:
✔️ элементы крепления приборов и агрегатов;
✔️ элементы крепления кабелей и трубопроводов;
✔️ корпуса приборов и агрегатов;
✔️ элементы системы обеспечения теплового режима;
✔️ элементы системы жизнеобеспечения;
✔️ корпуса и крышки ёмкостей для воды и контейнеров для твёрдых отходов;
✔️ теплообменники;
✔️ трубопроводы;
✔️ корпуса электроразъёмов;
✔️ инструменты;
✔️ элементы интерьера;
✔️ крепёжные элементы, заглушки, крышки.
Всего в списке, составленном молодым инженером, более 100 деталей. Выбрать их непросто, нужно учесть сотни факторов. От нагрузки и условий монтажа до влияния космического пространства.
Теоретически скорость печати достаточно высокая. Кронштейн 150 на 150 мм на Земле будет готов примерно за 6 часов.
На данный момент существует прототип, разработанный совместно с томским ИФПМ. В планах запуск оборудования и проведение первых исследований на орбите, начиная с 2025 года.