Ученые ТПУ испытают 3D-принтер для печати в невесомости на МКС

Новый 3D-принтер позволит космонавтам печатать необходимые детали на МКС

Фото с сайта tpu.ru

Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Института физики прочности и материаловедения СО РАН разрабатывают 3D-принтер, который позволит российским космонавтам печатать детали, необходимые для работы с оборудованием Международной космической станции (МКС). На сегодняшний день создан функциональный макет принтера и подана заявка на проведение эксперимента на МКС. Эксперимент планируется провести к концу 2018 года, он поможет отработать технологические режимы 3D-печати в условиях невесомости.

Экспериментальный экземпляр «космического» 3D-принтера ученые продемонстрировали делегации специалистов ПАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королева».

«Когда космонавты работают с оборудованием на станции, периодически возникает потребность в использовании различных деталей — таких, как заглушки, крепеж проводки, крышки разъемов и т.д. Сейчас эти детали доставляются грузовыми кораблями. Стоимость такой доставки высока, и корабли отправляются к МКС только несколько раз в год, Использование на МКС аддитивных технологий позволит печатать такие детали непосредственно на станции. Космонавт получает 3D-модель детали и программу для ее печати с Земли и может изготовить деталь тогда, когда в ней возникнет потребность. Отмечу, что на американском сегменте МКС уже проходят испытания подобных принтеров», — говорит заместитель директора по развитию Института физики высоких технологий ТПУ Евгений Колубаев.

«Использование 3D-печати на МКС предъявляет специфические требования. Например, принтер для МКС должен быть замкнутого цикла, чтобы эти газы, выделяющиеся при печати, не попадали в атмосферу станции. Кроме того, печать в условиях невесомости отличается от земных условий. При печати на Земле гравитация вносит существенный вклад в «склеивание» слоев при послойном формировании детали. Отсутствие гравитации требует изменений и в технологии, и в конструкции принтера. Все эти нюансы поможет отработать эксперимент на МКС», — отмечает Евгений Колубаев.

Для проведения эксперимента на МКС будет создано несколько образцов 3D-принтера, включая тот, что будет отправлен на МКС.

«Эксперимент на МКС требует серьезной подготовки. Чтобы отправить на станцию научное оборудование, нужно пройти все стадии разработки: эскизный проект, технический проект, рабочий проект, испытания макетов, и только потом изготавливаются летные образцы. В 2017 году мы планируем пройти все необходимые этапы разработки, а сам эксперимент возможно будет провести к концу 2018 года», — добавляет Евгений Колубаев.

Отметим, разработка 3D-принтера для использования в условиях невесомости ведется в рамках Стратегической академической единицы «Космическое материаловедение».

Напомним, 3D-печать - это одна из аддитивных технологий. Эти технологии предполагают создание изделий сложной формы, когда материал наносится последовательно, как правило, слой за слоем, поэтому расходуется его столько, сколько необходимо (при традиционных технологиях создание детали происходит путем удаления «лишнего» материала). Аддитивные технологии отличаются друг от друга выбором материалов и способа их нанесения, однако во всех случаях создание модели основывается на послойном наращивании. Расходными материалами может послужить пластик, бетон, гипс, деревянное волокно, поликарбонат, металл и другие.

Стратегическая академическая единица (САЕ) — междисциплинарный институт, созданный для реализации научно-исследовательских, магистерских и аспирантских программ. САЕ «Космическое материаловедение» направлена, например, на проектирование материалов с многоуровневой иерархической структурой для создания легких и надежных конструкций ракетно-космической техники нового поколения, создание оборудования и технологий нанесения функциональных градиентных радиационностойких покрытий элементов космических аппаратов, разработку технологий послойного (аддитивного) «выращивания» функциональных изделий в условиях космоса.