2022年11月26日，美國SpaceX載人龍飛船發(fā)射成功，為國際空間站 (ISS) 的機組人員運送新的科學調查、物資和設備。據資源庫了解，搭載SpaceX第26次商業(yè)補給任務 (CRS) 包括麻省理工學院的3D打印實驗室項目，將在美國太空國際空間站國家實驗室進行零重力3D打印的實驗。

SpaceX的獵鷹9號火箭搭載Dragon飛船，從NASA肯尼迪航天中心飛向天空，圖片來自：美國宇航局

據報道，研究人員將展示在微重力環(huán)境中將液態(tài)樹脂擠壓成定制形狀，以創(chuàng)建地球上無法制造的幾何形狀。有效載荷架構由三個氣泵組成，這些氣泵將光固化樹脂注入預制的柔性形式，同時通過攝像機捕捉整個過程。

麻省理工學院太空探索計劃中“擠壓有效載荷”項目裝置，圖片來自：麻省理工學院

首席研究員兼麻省理工學院媒體實驗室太空探索計劃主任Ariel Ekblaw說：“該實驗利用微重力環(huán)境來擠壓常見和復雜的分支形狀。我們的方法減少了生產日常任務所需關鍵部件的時間，它可能支持未來空間建設像桁架和天線這樣的大型結構。擠壓調查建立在我們的增材制造和太空自組裝工作流之上?！?br />

硅膠外殼包含并塑造液體的擠壓實驗，圖片來自：麻省理工學院

Ekblaw繼續(xù)解釋說，在微重力環(huán)境中，通常會下垂的擠壓可以不受阻礙地進行，從而可以創(chuàng)建在重力環(huán)境中無法生產的結構。在地球上，重力會使大型物體變形，例如大型建筑中使用的橫梁。傳統的增材制造工藝，尤其是那些使用液態(tài)樹脂作為原料的工藝，會受到重力的限制。相反，空間的失重使得能夠在沒有這種變形的情況下制造更長更薄的結構。

如果成功，該項目可以幫助為更復雜的空間結構（包括空間站、太陽能陣列、望遠鏡和工業(yè)設備）的增材制造奠定基礎，以支持未來的太空探索。

麻省理工學院在軌期間所開展擠壓實驗中獲得的打印樣品，圖片來自：麻省理工學院

此外，考慮到整體發(fā)射大型結構是不可行的，因為它們必須能夠承受地球上和發(fā)射過程中比在太空中承受的力大得多的力，這些部件可以使用擠壓技術在軌道上制造，然后運回地球。

在此前的研究中，該團隊成功地測試了液體快速擠壓和紫外線固化的新方法在微重力下的樹脂形狀。

研究人員在零重力飛行實驗室飛機(ZERO-G)進行實驗，圖片來自：Steve Boxall/ZERO-G

擠出硬件的早期版本使用兩種原料，一種小規(guī)格柔性線材和一種光固化樹脂。它通過噴嘴組件將它們擠出，同時將電線彎曲成3D形狀，并在其上涂上一層均勻的樹脂。根據最初的項目摘錄，在噴嘴之后，放置了一系列UV LED發(fā)射器來固化樹脂，使其硬化并將其粘合到電線上。一旦創(chuàng)建了整個形狀，切割機構就在噴嘴出口后切割涂層線材，以允許創(chuàng)建另一種形狀。

團隊成員（從左到右）王喆瑋、Aiden Padilla、Sean Auffinger、Martin Nisser和Ariel Ekblaw，圖片來自：Steve Boxall/ZERO-G

通過這一舉措，麻省理工學院的研究人員正在創(chuàng)造和部署太空創(chuàng)新，設想一個大膽且文化豐富的“新太空時代”，從星狀細菌可穿戴設備和開放式立方體衛(wèi)星星座到用于太空航行的樂器、漂浮空間棲息地和先進的零重力3D打印。

2022年11月26日，美國SpaceX載人龍飛船發(fā)射成功，為國際空間站 (ISS) 的機組人員運送新的科學調查、物資和設備。據資源庫了解，搭載SpaceX第26次商業(yè)補給任務 (CRS) 包括麻省理工學院的3D打印實驗室項目，將在美國太空國際空間站國家實驗室進行零重力3D打印的實驗。

SpaceX的獵鷹9號火箭搭載Dragon飛船，從NASA肯尼迪航天中心飛向天空，圖片來自：美國宇航局

據報道，研究人員將展示在微重力環(huán)境中將液態(tài)樹脂擠壓成定制形狀，以創(chuàng)建地球上無法制造的幾何形狀。有效載荷架構由三個氣泵組成，這些氣泵將光固化樹脂注入預制的柔性形式，同時通過攝像機捕捉整個過程。

麻省理工學院太空探索計劃中“擠壓有效載荷”項目裝置，圖片來自：麻省理工學院

首席研究員兼麻省理工學院媒體實驗室太空探索計劃主任Ariel Ekblaw說：“該實驗利用微重力環(huán)境來擠壓常見和復雜的分支形狀。我們的方法減少了生產日常任務所需關鍵部件的時間，它可能支持未來空間建設像桁架和天線這樣的大型結構。擠壓調查建立在我們的增材制造和太空自組裝工作流之上?！?br />

硅膠外殼包含并塑造液體的擠壓實驗，圖片來自：麻省理工學院

Ekblaw繼續(xù)解釋說，在微重力環(huán)境中，通常會下垂的擠壓可以不受阻礙地進行，從而可以創(chuàng)建在重力環(huán)境中無法生產的結構。在地球上，重力會使大型物體變形，例如大型建筑中使用的橫梁。傳統的增材制造工藝，尤其是那些使用液態(tài)樹脂作為原料的工藝，會受到重力的限制。相反，空間的失重使得能夠在沒有這種變形的情況下制造更長更薄的結構。

如果成功，該項目可以幫助為更復雜的空間結構（包括空間站、太陽能陣列、望遠鏡和工業(yè)設備）的增材制造奠定基礎，以支持未來的太空探索。

麻省理工學院在軌期間所開展擠壓實驗中獲得的打印樣品，圖片來自：麻省理工學院

此外，考慮到整體發(fā)射大型結構是不可行的，因為它們必須能夠承受地球上和發(fā)射過程中比在太空中承受的力大得多的力，這些部件可以使用擠壓技術在軌道上制造，然后運回地球。

在此前的研究中，該團隊成功地測試了液體快速擠壓和紫外線固化的新方法在微重力下的樹脂形狀。

研究人員在零重力飛行實驗室飛機(ZERO-G)進行實驗，圖片來自：Steve Boxall/ZERO-G

擠出硬件的早期版本使用兩種原料，一種小規(guī)格柔性線材和一種光固化樹脂。它通過噴嘴組件將它們擠出，同時將電線彎曲成3D形狀，并在其上涂上一層均勻的樹脂。根據最初的項目摘錄，在噴嘴之后，放置了一系列UV LED發(fā)射器來固化樹脂，使其硬化并將其粘合到電線上。一旦創(chuàng)建了整個形狀，切割機構就在噴嘴出口后切割涂層線材，以允許創(chuàng)建另一種形狀。

團隊成員（從左到右）王喆瑋、Aiden Padilla、Sean Auffinger、Martin Nisser和Ariel Ekblaw，圖片來自：Steve Boxall/ZERO-G

通過這一舉措，麻省理工學院的研究人員正在創(chuàng)造和部署太空創(chuàng)新，設想一個大膽且文化豐富的“新太空時代”，從星狀細菌可穿戴設備和開放式立方體衛(wèi)星星座到用于太空航行的樂器、漂浮空間棲息地和先進的零重力3D打印。