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研究人员利用模拟的月球和火星土壤3D打印弹性结构

2017-04-10 09:00
Radow
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近日,研究人员发现了一种可用于太空探索人物的新型3D打印技术。这是一个挤出工艺,使用专门设计的油墨,被称为月球和火星的Regolith模拟器。油墨是坚固和有弹性的,并且使用类似于在月球或火星表面上可以发现的粉末材料来合成。

由于在相当长的时间甚至永久居住另一个星球的想法变得越来越合理,研究人员正在研究针对如何在地球外环境中进行工程和建筑工作的问题。3D打印技术被认为是许多项目和活动的可行选择,FDM 3D打印已经在国际空间站上使用,以便按需生产物体。然而,FDM在可以使用的材料的质量方面是有限的。另一方面,像SLA这样的方法将难以在远离地球的环境中使用,某些资源难以到达。西北大学的研究人员试图提出一种专为行星际探索而设计的新型3D打印技术,这样可以在有限的资源环境中使用优质材料。

研究中使用的新材料被称为使用10%生物衍生的聚合物和90%的LRS或MRS粉末制成的LRS和MRS油墨。这些粉末是未精制的,并且来自火山碎片,因为它们旨在模拟在月球或火星环境中可以发现的材料的性质。火星上的材料往往是圆形但粗糙的,而月球碎片则是由更加锯齿状的组成。研究人员希望可以证明这些不均匀的原生材料可用于制作具有特定性质的可3D打印油墨。这将有助于证明扩展外部3D打印使用的可行性。

据悉,LRS和MRS油墨可以使用300μm至1.4cm直径的喷嘴,并以1-150mm/s的线性沉积速率进行3D打印。它们被用来制作具有定义属性的复杂形状和对象。单个挤出工艺非常成功,所得到的物体具有所需的机械和物理性能。研究人员指出,类似的挤压工艺是可能的。他们使用的技术和材料适用于平行喷嘴挤出机、大直径挤出机、大型建筑面积平台和移动挤出机。虽然进行的研究规模相对较小,但是对于主要的实验或商业操作,发现其具有潜在的可扩展性,因为合成是纯物理过程(构成元素的基本混合),并且不依赖于任何一种化学反应。

研究人员对这一进程的成功感到高兴,尽管仍有一些问题尚未得到解决。3D打印技术需要如何适应在低重力条件或低压环境中工作的方法还有待于此。然而,这项研究的结果肯定是有希望的,我们期待看到3D打印技术带领我们对星系的不断探索。

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