Jak działa ta drukarka 3D habitatu marsjańskiego zbudowana dla NASA?

11

Artykuł ArchDaily AI SpaceFactory wygrywa NASA Challenge Habitat Mars 3D-Printed 3D pokazuje działający aparat drukujący 3D przy użyciu niezwykłego materiału zawierającego

włókno bazaltowe ekstrahowane ze skały maryjnej (płyn modelowy) i odnawialnego bioplastiku roślinnego.

Poniższe zdjęcie pokazuje część drukarki. Czy ta drukarka pozostawia zawiesinę do wyschnięcia, czy też mieszanina w jakiś sposób katalizuje się lub twardnieje samorzutnie? Zastanawiam się również, jak (wygląda) dwanaście czarnych węży wokół centralnej dyszy.

AI SpaceFactory NASA Centennial Challenge

AI SpaceFactory NASA Centennial Challenge

AI SpaceFactory NASA Centennial Challenge

O o
źródło

Odpowiedzi:

9

Zacznijmy od ogólnego wyglądu: ta drukarka zawiera ramię robota z głowicą narzędziową, bardzo podobne do robota spawalniczego i prawdopodobnie jest sterowane za pomocą podobnego oprogramowania CAM.

robot spawalniczyZdjęcie zrobione przez Robotics.org

Głowica narzędziowa

Bardzo interesującą częścią jest tutaj głowica narzędziowa. Spójrzmy więc na to i spróbujmy odtworzyć sposób wykorzystania niektórych części według ich rozmieszczenia i tego, co można o nich zobaczyć, wraz z informacjami podanymi przez OP.

Czarne rury

Pakiet 12 czarnych rur biegnących od głównego korpusu do głowicy drukującej kończy się z boku dysku dystansowego. Dla mnie wyglądają podejrzanie jak system dostarczający strumień powietrza, więc najprawdopodobniej jakiś system chłodzenia. Jest to dodatkowo wspierane przez ogromne wentylatory u podstawy maszyny, pompujące powietrze do elastycznej rury.

Srebrny czołg

Pierwsze zdjęcie pokazuje srebrny czołg z etykietą V7 (wersja 7?) Lub VT (jak w Virginia Tech) lub coś podobnego. Jest on podłączony za pomocą szarego węża do podstawy drukarki. Zamontowanie go na wytłaczarce wskazuje, że jest to lej samowyładowczy, najprawdopodobniej utrzymujący materiał drukowany w postaci granulek lub proszku, i że jest on podawany przez szary wąż. Z informacji podanych w pytaniu może wynikać jakaś PLA (syntezowana ze skrobi kukurydzianej) lub inny bioplastik z wykorzystaniem pyłu marsjańskiego jako materiału wypełniającego. Stąd materiał do drukowania wpada do środkowej kolumny ...

Centralna kolumna

... która przechodzi przez dysk dystansowy do grubej dyszy, więc musi to być kombinacja wytłaczarki i podgrzewacza. Na jego szczycie znajduje się duży silnik krokowy w orientacji Z, co wskazuje, że wewnątrz matowej szarej rurki znajduje się trzpień, dociskający topiące się granulki obok elementu grzejnego do dyszy poniżej.

Wydrukuj materiał i dodatkowe informacje

Ostatnie zdjęcie pokazuje dumnie „Autodesk” z boku drukarki. Autodesk ma własny artykuł na temat drukowania w kosmosie od sierpnia 2018 r., W którym Nathan Golino z GMRO należącego do NASA stwierdza:

Występuje problem z ścieraniem w drukarce 3D, której używamy. Jest bardzo szorstki dla ślimaka podającego oraz cylindra i dyszy, gdy materiał jest wytłaczany przez system.

Potwierdza to ogólny makijaż podobny do wytłaczarki w kształcie granulatu.

Łącząc niewielką ilość odpadowego plastiku ze kruszoną skałą zwaną regolitem, można utworzyć addytywny materiał konstrukcyjny, który jest mocniejszy niż beton. (na podpisie do zdjęcia)

Materiał, którego używaliśmy w naszych eksperymentach z konstrukcją dodatków, to regolit zmieszany z odpadowymi polimerami. Możesz dostać polimery w postaci śmieci astronautów i pojemników transportowych lub możesz syntezować polimery. Można go użyć jako spoiwa do regolitu, ze stosunkowo niskim stosunkiem polimeru do regolitu, aby materiał budowlany był podobny do cementu portlandzkiego podczas ściskania i 20 razy mocniejszy w wytrzymałości na rozciąganie.

„Odpadowy polimer” może być czymkolwiek, od ABS do PETG, od ASA przez PC do PLA, ale wydaje się, że mieszanka plastiku do regolitu jest po stronie wysokiego regolitu. Wydaje się, że zachowuje się bardziej jak tworzywo sztuczne niż beton, utwardzając / zestalając się ze stopionej pasty do twardego betonu podczas stygnięcia.

Jako ciekawą dodatkową ciekawostkę: Golino stwierdza również, że drukarki marsjańskie znajdują się obecnie na poziomach od 2 do 3, gdzie 0 to „ogólna koncepcja”, a 9 „gotowe do lotu”, więc na wczesnym etapie rozwoju.

Dalsze czytanie w tle projektu - konkursu projektowego w 2015 r. - wskazywało, że oprogramowaniem dla tego ramienia może być nawet Autodesk PowerMill.

Patrząc wstecz na pytanie, czy jest to V7 czy VT na leju drukarki, pojawił się artykuł z tą samą kopułą wydrukowaną w pytaniu OP: Virginia Tech była częścią załóg, które wzięły udział w finałach wspomnianego konkursu projektowego i były część finałów. Współpracowali z zespołem AI Space Factory , który wyszedł zwycięsko. W pokrewnym artykule drukarka OP pokazała, że ​​możemy być widziani pod innym kątem i pozbawieni rur chłodzących oraz za pomocą innej, dłuższej wytłaczarki. To mówi nam trochę więcej o rozkładzie pracy zespołów i uczestników:

Wielkoformatowy statek wydrukowany przez AI SpaceFactory w Autodesk BUILD Space na etapie budowy zawodów. Oprzyrządowanie zostało opracowane we współpracy z Virginia Tech i Autodesk.

Główna firma, która za tym stoi , AI SpaceFactory , pokazała inną wersję - tę bez rur chłodzących - w ruchu na wideo na YouTube 10 kwietnia 2019 r. Oraz wydajność wersji chłodzonej powietrzem podczas finałów konkursu 3 maja 2019 r. (Ostrzeżenie, 10 godzin obfitości drukowania 3D!) O 9:52:12 zaczynamy również dowiadywać się, co to jest dysk na zdjęciu 1: Jest to końcowa część struktury, która niestety wpadła przez dziurę z powodu problemów z nawigacją.

W poniższym krótszym i skomentowanym filmie widzimy, że drukarka zawiera również chwytak do umieszczenia ram okiennych i świetlika, a także test obciążenia przeprowadzony po wydruku. Najwyraźniej materiał, którego używają, jest tak zaprojektowany, że można go ponownie wykorzystać po ponownym zmieleniu go na pył.

Trish
źródło
Wow, dziękuję za zbadanie i zebranie tak dokładnej i interesującej odpowiedzi!
uhoh
1
Ta etykieta „V7” wygląda mi jak „VT” - vt.edu
Digital Trauma
1
@DigitalTrauma Twoja wskazówka faktycznie odkryła jeszcze więcej na temat tej drukarki! DZIĘKI!
Trish