رفتن به نوشته‌ها

کامپوزیت سنگ و فلز مریخ می تواند چاپ سه بعدی را در مریخ فعال کند


از طریق ما با همه چیزهایی که در دنیای شگفت انگیز AM اتفاق می افتد به روز باشید لینکدین انجمن.

مقدار کمی از سنگ مریخ خرد شده شبیه سازی شده، مخلوط با آلیاژ تیتانیوم، برای ساخت ماده ای قوی و با کارایی بالا استفاده شده است که روزی می تواند برای چاپ سه بعدی ابزارها یا قطعات موشک در مریخ استفاده شود. این قطعات توسط محققان دانشگاه ایالتی واشنگتن (WSU) با حداقل 5٪، تا 100٪، سنگ سنگ مریخ – یک ماده پودری سیاه رنگ که برای تقلید از مواد سنگی و معدنی موجود در سطح سیاره سرخ ساخته شده است.

به گفته آمیت باندیوپادیای، نویسنده مسئول این مطالعه که در مجله International Journal of Applied Ceramic Technology منتشر شده است، قطعات پرینت سه بعدی با 5 درصد سنگ سنگی مریخ قوی بودند، در حالی که قطعات 100 درصد سنگ سنگی شکننده بودند و به راحتی ترک می خوردند. اگرچه مواد با محتوای مریخی بالا همچنان در ساخت پوشش هایی برای محافظت از تجهیزات در برابر زنگ زدگی یا آسیب تشعشع مفید هستند.

آمیت باندیوپادیای، استاد دانشکده مهندسی مکانیک و مواد WSU می گوید: «در فضا، اگر بخواهیم به یک مأموریت سرنشین دار فکر کنیم، چاپ سه بعدی چیزی است که باید اتفاق بیفتد، زیرا واقعاً نمی توانیم همه چیز را از اینجا حمل کنیم. “و اگر چیزی را فراموش کنیم، نمی توانیم برای دریافت آن برگردیم.”

کامپوزیت سنگ و فلز مریخ می تواند چاپ سه بعدی را در مریخ فعال کند.  محققان WSU سنگ سنگ مریخ را با آلیاژ تیتانیوم مخلوط کرده اند.
سطح مریخ. اعتبار تصویر: NASA/JPL-Caltech

آوردن مواد به فضا می تواند بسیار گران باشد. به عنوان مثال، نویسندگان خاطرنشان کردند که برای شاتل فضایی ناسا حدود 54000 دلار هزینه دارد تا فقط یک کیلوگرم محموله (حدود 2.2 پوند) را در مدار زمین قرار دهد. هر چیزی که بتوان در فضا یا روی سیاره ساخته شود، باعث صرفه جویی در وزن و هزینه می شود – البته اگر چیزی خراب شود، فضانوردان به راهی برای تعمیر آن در محل نیاز دارند. دقیقاً به همین دلیل است که اگر قرار است بشریت به گونه ای چند سیاره ای تبدیل شود، و اگر قرار است مریخ خانه دوم ما باشد، باید از چاپ سه بعدی روی مریخ استفاده کنیم.

Amit Bandyopadhyay برای اولین بار امکان‌پذیری این ایده را در سال 2011 نشان داد، زمانی که تیم او از پرینت سه بعدی برای ساخت قطعاتی از سنگ سنگی قمری، شبیه‌سازی سنگ خرد شده ماه، برای ناسا استفاده کرد. از آن زمان، آژانس های فضایی این فناوری را پذیرفته اند و ایستگاه فضایی بین المللی چاپگرهای سه بعدی خود را برای تولید مواد مورد نیاز در محل و برای آزمایش دارد.

برای این مطالعه، آمیت باندوپادهای به همراه دانشجویان فارغ التحصیل علی افروزیان و کلن تراکسل، از یک چاپگر سه بعدی مبتنی بر پودر برای مخلوط کردن گرد و غبار شبیه سازی شده سنگ مریخ با آلیاژ تیتانیوم استفاده کردند، فلزی که اغلب در اکتشافات فضایی به دلیل استحکام و مقاوم در برابر حرارت استفاده می شود. خواص به عنوان بخشی از این فرآیند، یک لیزر پرقدرت مواد را تا بیش از 2000 درجه سانتیگراد (3632 فارنهایت) گرم کرد. سپس، ترکیب ذوب شده سنگ سنگ مریخ-سرامیک و مواد فلزی بر روی یک سکوی متحرک جاری شد که به محققان اجازه داد اندازه ها و اشکال مختلف ایجاد کنند. پس از سرد شدن ماده، محققان آن را از نظر استحکام و دوام آزمایش کردند.

مواد سرامیکی ساخته شده از 100% گرد و غبار سنگ مریخ هنگام سرد شدن ترک می خورد، اما همانطور که آمیت باندوپادهای اشاره کرد – همچنان می تواند پوشش های خوبی برای سپرهای تشعشع ایجاد کند زیرا ترک ها در این زمینه اهمیتی ندارند. اما فقط کمی گرد و غبار مریخی، مخلوطی با 5 درصد سنگ سنگی، نه تنها ترک خورده یا حباب نمی‌زند، بلکه خواص بهتری نسبت به آلیاژ تیتانیوم به تنهایی نشان می‌دهد، به این معنی که می‌توان از آن برای ساخت قطعات سبک‌تر استفاده کرد که می‌توانست بارهای سنگین را تحمل کند. .

آمیت باندوپادهای با اشاره به اینکه این مطالعه فقط شروع است و تحقیقات آینده ممکن است کامپوزیت های بهتری را با استفاده از فلزات مختلف یا پرینت سه بعدی ارائه دهد، گفت: “این ماده استحکام و سختی بهتر و بالاتری به شما می دهد، به طوری که می تواند در برخی از کاربردها به طور قابل توجهی بهتر عمل کند.” تکنیک.

او گفت: “این نشان می دهد که ممکن است، و شاید ما باید در این راستا فکر کنیم، زیرا فقط ساخت قطعات پلاستیکی ضعیف نیست، بلکه قطعات کامپوزیت فلز-سرامیک قوی هستند و می توانند برای هر نوع قطعه سازه ای استفاده شوند.”

این تحقیق توسط بنیاد ملی علوم پشتیبانی شده است.



منبع

منتشر شده در اخبار پرینتر و چاپ سه بعدی