Технологические новинки, могущие иметь применение в космосе.

[Mark]

Технология 3D печати направляется в космос.
Представьте ситуацию, что во время первого человеческого полета на Марс, после 3 месяцев пути, какая-либо важная деталь выходит из строя. Сегодня, такое происшествие означало бы либо изобретение новой детали, либо смерть. Но не далек тот час, когда космонавты смогут просто загрузить файл и распечатать любую необходимую часть.
 

Превращение потенциальной драмы во вполне обыденную ситуацию – вот главная цель НАСА и компании Made in Space Inc., которые планируют в течение следующего года отправить 3D принтер на МКС, в рамках демонстрации возможностей данной технологии.  3D печать в условиях отсутствия гравитации является первым подобным проектом.
Данный принтер, созданный калифорнийской компанией Made in Space Inc., основывается на стандартных принципах производства дополнительного вытеснения, которые создают объект из нескольких шаров полимеров, керамики, металлов и других материалов. Хоть и не оговаривается, какой материал будет использован в космическом эксперименте, скорей всего это будет полимер, так как с ним достаточно легко управляться без наличия нижнего слоя порошка, который необходим при накладывании слоев (что к тому же осложняется отсутствием гравитации).
У НАСА и Made in Space Inc. большие планы в использовании 3D печати в рамках освоения космоса. Генеральный директор компании Made in Space Inc. Аарон Кеммер заявил: «Представьте, что космонавту нужно сделать жизненно необходимую починку на МКС. Вместо того чтобы надеяться, что нужные детали и инструменты есть на станции, ему проще распечатать их при необходимости».
В НАСА надеются, что, однажды, изготовление инструментов и деталей с помощью данной технологии станет настолько обыденным, что их можно будет перерабатывать и перепечатывать, что поможет сохранять вес. Кроме того, возможно, 3D печать сможет создавать не только отдельные компоненты, но и целые устройства, спутники и даже космические корабли. Ее даже смогут использовать первые роботы строители, посланные строить поселения на Марсе и Луне до прибытия людей.
Так как данная технология еще нуждается в испытаниях на орбите, все эти разговоры дело будущего. Основное задание в ближайшее время – расширить преимущества 3D печати. Традиционно, создание отдельной детали занимает достаточно много времени. Использование 3D печати поможет значительно снизить количество необходимых усилий, а также уменьшить время выполнения работ и количество материалов. Этот процесс также может быть автоматизирован и упрощена настройка рабочих параметров. Согласно компании Made in Space Inc., 3D принтер можно будет использовать для создания нового оборудования, инструментов и всевозможных деталей, независимо от их размеров и важности.

По словам Аарона Кеммера, данный эксперимент совместно с НАСА – это шаг в будущее. Кроме того, возможность печати деталей при необходимости значительно повышает надежность и безопасность космических полетов и на порядок снижает их стоимость. В возможностях первых принтеров будет заложено создание компьютерных плат и постепенный переход к различным инструментам и научным приборам.
В настоящее время технология 3D печати проходит сертификацию и назначается дата ее доставки на МКС в рамках американской миссии снабжения. Технология уже зарекомендовала себя во время ряда полетов по параболической траектории под эгидой НАСА в 2011 году. Тогда, благодаря использованию специальных маневров, удавалось создавать условия отсутствия гравитации в грузовых самолетах.

http://wordscience.org/texnologiya-3d-pechati-napravlyaetsya-v-kosmos.html

[sychbird]

Самый интересный вариант 3D печати в интересах КД, ИМХО, это 3D печать из реголита. Со спеканием в процессе печати. Когда-то сам подобными процессами занимался конечно не с реголитом, но с материалами близкой природы.

Сейчас самое время возобновить эти старые технологии, ибо базовые фирмы-разработчики вполне живы и дееспособны. Как всегда вопрос в финансах. А люди найдутся.

[Boris R]

NASA wants to build huge spacecraft in orbit with robots and 3D printers

[Наперстянка]

                                      

 
                                                                                                                                                                                                                                                  

Mark пишет:
  Но не далек тот час, когда космонавты смогут просто загрузить файл и распечатать любую необходимую часть.  
 
 

Ну, Тиккурила, блин, даёт!

[Valerij]

Графено-металлические композиты в сотни раз прочнее чистых металлов
Александр Березин — 27 августа 2013 года, 20:30
 Хотя попытки получить особо прочные структуры из металлов и графена уже предпринимались, искомого удалось добиться только теперь. Всё дело, как выяснилось, в правильном подборе слоёв.

Сеунг Мин (Seung Min) из Корейского научно-технического института передовых исследований (KAIST) вместе с коллегами создал новый композитный материал с необычным компонентом — графеном.

 Графен и сам по себе довольно прочен (в 200 раз прочнее стали), при этом его можно сгибать и вытягивать без потери механических свойств. Но у него есть проблемы, среди которых — дороговизна и отсутствие способов действительно массового производства. В этом смысле его использование в композитах перспективно: поскольку графен — материал одноатомной толщины, для армирования (по сравнению с другими материалами) его надо не так много.

Схема выращивания нанокомпозита (здесь и ниже иллюстрации KAIST).

Корейские материаловеды получили композит с графеном в виде центрального слоя между листами меди и никеля. В итоге прочность первого металла повысилась в 500, а второго — в 180 раз относительно показателей чистых веществ.

 Американские исследователи, представляющие армейскую науку, уже разработали наноматериал, в котором металлы армировались графеном, но увеличения его прочности добиться не удалось, и причины этого не были ясны. Корейцы же, чтобы избежать подобного фиаско, представили многослойную структуру из металлов и графена с использованием химического парофазного осаждения, напыляя графен на металл, а затем повторяя процесс, всякий раз с использованием лишь однослойного графена, чего прежде сделать не удавалось.

 Как выяснилось, ключевым в этом техпроцессе было расстояние между отдельными пластами «бутерброда» — толщина металлических слоёв. Выдерживая её на уровне 70 нм, удалось достичь прочности в сотни раз выше нормальной для чистой меди, то есть материал был прочнее алюминиевых сплавов. С никелем подобный «зазор» не сработал, и оптимальным оказалось расстояние в 180 нм. Как отмечают учёные, чем меньше зазор, тем труднее дислокациям в металлах начать движение при деформации от нагрузки. Следовательно, такое сближение увеличивает прочность.

 А самое любопытное вот в чём: графен, составлявший 0,00004% от общего веса композита, дал разницу в прочности в сотни раз.
   

Когда прослойки металла между графеновыми слоями тоньше определенного уровня, перемещение дислокаций, с которого начинается деформация, становится весьма трудным.

Нет, конечно, слова учёных о том, что прокатная технология или спекание могли бы сделать такой процесс пригодным для использования в автомобилестроении, пока следует считать чересчур оптимистичными: слишком уж дорог графен, но, разумеется, при его удешевлении эти заявления могут стать былью. Кстати, другое упомянутое применение — производство космических кораблей — имеет смысл уже сегодня, хотя поначалу лишь для небольших спутников. Там повышение прочности в сотни раз при той же плотности может значительно уменьшить массу, которую требуется вывести на орбиту, и, следовательно, удешевить запуск космического аппарата.

 Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature Communications. http://www.nature.com/ncomms/2013/130702/ncomms3114/full/ncomms3114.html

 Подготовлено по материалам Корейского научно-технического института передовых исследований. http://www.kaist.edu/english/01_about/06_news_01.php?req_P=bv&req_BIDX=10&req_BNM=ed_news&pt=17&req_VI=4443
   

http://compulenta.computerra.ru/veshestvo/materialovedenie/10008729/

[sychbird]

Интересное наблюдение.

Вообще говоря, базовая технологическая идея 3D принтера тысячилетиями используется человеком. Это послойное наращивание сложной в плане геометрической конструкции при производстве сооружений из монолитного бетона. 3D принтер вносит только новый способ нанесения очередного слоя на базе информационно-цифровых технологий.

[Юрий Михайлович Темников]

Это только до старого не доходит ,а может просто под дуба косит .С него станется.

[pkl]

Не глумитесь над Старым. Он знает больше Вас.

[Кубик]

sychbird пишет:
Это послойное наращивание сложной в плане геометрической конструкции при
производстве сооружений из монолитного бетона.

Так и кирпичные конструкции бывают сложными, и не только в плане..

[Alex_II]

sychbird пишет:
3D принтер вносит только новый способ нанесения очередного слоя на базе информационно-цифровых технологий.

Собственно 3D-принтер, печатающий бетоном кто-то уже сделал, попадалась мне статья о печати домов...

[Дмитрий В.]

Alex_II пишет:
Собственно 3D-принтер, печатающий бетоном кто-то уже сделал, попадалась мне статья о печати домов...

Таджик с лопатой?

[dmdimon]

можно сильно сэкономить на СЖО, по нескольким аспектам сразу:
http://www.takram.com/?page_id=699
Ролик, малехо длинноват, но того стоит:
http://player.vimeo.com/play_redirect?quality=sd&codecs=h264&clip_id=43956767&sig=54c19f3b003a2bfbb75ee751c06616b6&time=1379841097

[Alex_II]

Дмитрий В. пишет:
Таджик с лопатой?  

Неее, какчество не то, и сложных вещей не умеет...
http://www.orgprint.com/ru/wiki/stroitelnye-3d-printery

[sychbird]

Кубик пишет:
Так и кирпичные конструкции бывают сложными, и не только в плане..

Тут ключевым элементом технологии является именно монолитность.

[G.K.]

Кубик пишет:
Так и кирпичные конструкции бывают сложными, и не только в плане..

Круче, чем строил Гауди из кирпича уже никто не постоит.
Есть тут кто-нибудь, кто видел крипту в колонии Гуэль? На первый взгляд даже не понять как ЭТО стоит. 

[Кубик]

sychbird пишет:
Тут ключевым элементом технологии является именно монолитность.

А многослойные куда прикажете? И размер кирпича вполне может быть эквивалентом единичной порции наплавки - представьте собираемую по методу 3 D печати армированную структуру.

[Юрий Михайлович Темников]

Специалист подобен флюсу полнота его односторонняя.Козьма  Прутков.Просто прикольнулся не все-же ему одному.Без обиды.

[dmdimon]

MIT Self-Assembly Lab

Self-Assembly is a process by which disordered parts build an ordered structure through local interaction. We have demonstrated that this phenomenon is scale-independent and can be utilized for self-constructing and manufacturing systems at nearly every scale. We have also identified the key ingredients for self-assembly as a simple set of responsive building blocks, energy and interactions that can be designed within nearly every material and machining process available. Self-assembly promises to enable breakthroughs across every applications of biology, material science, software, robotics, manufacturing, transportation, infrastructure, construction, the arts, and even space exploration.

[sychbird]

Хорошо бы дать прямую ссылку, ИМХО, дабы не шарить по всем материалам Self-Assembly Laб.

[dmdimon]

http://selfassemblylab.net
нет там подробностей к сожалению. В конце ролика есть самособирающиеся обьекты.