Немецкий астронавт использовал 3D-печатную деталь в медицинских экспериментах на борту МКС

Канадская компания-производитель промышленных 3D-принтеров AON3D поделилась примером применения 3D-печатных изделий на Международной комической станции. В руках астронавта деталь центрифуги, используемой для фракционирования крови с целью изучения влияния невесомости на человеческий организм.

Немецкий астронавт использовал 3D-печатную деталь в медицинских экспериментах на борту МКС

Астронавт Маттиас Маурер с 3D-печатным компонентом центрифуги

Деталь напечатана компанией AON3D на 3D-принтере собственного производства по заказу Канадского космического агентства (CSA). Такой метод выбрали потому, что фрезерование или литье под давлением обошлись бы дороже и заняли больше времени. 3D-печать позволила значительно ускорить итеративное проектирование, а аддитивное производство конечного изделия заняло всего шестнадцать часов.

Немецкий астронавт использовал 3D-печатную деталь в медицинских экспериментах на борту МКС

3D-принтеры AON M2+

Расходным материалом послужил полиэфиримид Ultem 9085 — тугоплавкий, огнестойкий, нетоксичный конструкционный термопласт, соответствующий жестким требованиям NASA к дегазации и потере массы в вакууме. Многие полимерные детали модулей МКС изготовлены именно из этого полимера, широко используемого в авиакосмическом секторе. Для 3D-печати подобными тугоплавкими материалами требуется специальное оборудование, например 3D-принтер AON M2, использованный в этом проекте.

Немецкий астронавт использовал 3D-печатную деталь в медицинских экспериментах на борту МКС

Пример 3D-печати на 3D-принтере AON M2+

AON M2 — двухэкструдерная промышленная аддитивная система по технологии послойного наплавления полимерных филаментов (FDM) с кинематикой IDEX (независимым позиционированием головок по оси X), оснащенная конвекционной термокамерой с активно регулируемой фоновой температурой, достигающей 135°С, и подогреваемым до температур свыше 200°С вакуумным столиком. В проекте для CSA использовалась модель 2020 года с максимальной температурой хотэндов 470°С. В 2021 году компания выпустила обновленный вариант AON M2+ с разогревом хотэндов уже до 500°С.

Немецкий астронавт использовал 3D-печатную деталь в медицинских экспериментах на борту МКС

3D-печать компонента центрифуги

Перед отправкой на МКС полученная деталь прошла механические испытания в лабораториях Канадского космического агентства. На борту станции немецкий астронавт Маттиас Маурер использовал изделие в экспериментах по приготовлению образцов крови разными методами с целью оптимизации работы инструментов. Образцы крови, в свою очередь, нужны для оценки влияния микрогравитации на здоровье астронавтов в ближней и долгосрочной перспективе.

Немецкий астронавт использовал 3D-печатную деталь в медицинских экспериментах на борту МКС

3D-принтер AMF на борту Международной космической станции

Напоследок напрашивается вопрос: а почему деталь не напечатали прямо на станции, ведь там уже есть не один, а целых два FDM 3D-принтера? Российская аддитивная система прибыла в июне этого года и пока еще ничего не печатала, да и вряд ли сможет работать с тугоплавкими полимерами. Американский 3D-принтер AMF работает с тремя видами материалов — АБС, полиэтиленом низкого давления (HDPE), а также смесью полиэфиримида и поликарбоната (PEI-PC). Даже если какой-то из этих материалов подходит по требованиям, размера области построения AMF маловато — всего 140х100х100 мм. AON M2+, с другой стороны, умеет печатать детали размером до 450х450х640 мм. К тому же, ответственную деталь вряд ли допустили бы до экспериментов без предварительных испытаний, а этим занимаются специалисты на Земле. 

KazakhRussianUkrainian