Tethers Unlimited Recycler e Refabricator stampante 3D Operativa a bordo della ISS
Tethers Unlimited, la start-up della produzione spaziale che mira a sviluppare tecnologie di produzione spaziale ha visto con successo il suo Refabricator in uso a bordo della stazione spaziale ISS . Il riciclatore è stato installato e viene ora utilizzato dall’astronauta Anne McClaine . Allo stesso tempo, Tethers ha dovuto licenziare un quinto del suo personale a causa di problemi di liquidità derivanti dalla chiusura del governo negli Stati Uniti.
L’astronauta Anne McClain ha installato la stampante Tethers Unlimited FDM 3D e l’unità di riciclaggio a bordo dell’ISS. Sembra che indossasse una maglietta da rugby che sarebbe adatta in quanto ha partecipato alla coppa del mondo di rugby oltre ad essere un pilota di elicottero con 216 missioni in Iraq, ingegnere, una mamma e un ingegnere aerospaziale.
Tethers come azienda è sempre stata un po ‘selvaggia. La società ha iniziato nel 1994 cercando di commercializzare gli attacchi spaziali. I cavi nello spazio sono cavi lunghi (a trazione) che possono essere legati a satelliti e altri veicoli spaziali. A lungo sognato raramente utilizzato con successo l’idea è che un lungo laccio legato a un satellite potrebbe essere utilizzato per la propulsione o la generazione di energia nello spazio. Un cavo elettrodinamico , ad esempio, conduce e passando attraverso il campo magnetico di un pianeta.
Questo tipo di cavo può usare la forza di Lorentz ( forza elettromagnetica) di un cavo elettromagnetico contro il campo magnetico di un pianeta per spingere la navicella in una nuova orbita. Ciò farebbe risparmiare carburante e forse lascerebbe fionda artigianale intorno ai pianeti in modo più efficiente. Legami di scambio di momento può effettivamente lasciare che il veicolo spaziale si fionda nello spazio attraverso la rotazione. Un bolo di un tether legato ad un mestiere può essere usato per girare e spingere altri velivoli avanti nel loro viaggio.
Gli Skyhook farebbero lo stesso, ma a velocità molto più elevate. Un ascensore spaziale è una cavo legata a un’imbarcazione in orbita geosincrona sopra i 35.000 KM di altitudine che potrebbe essere utilizzata per carichi utili potenzialmente economici (una volta costruita la cosa più costosa che sia anche la cosa più grande di sempre e avrebbe bisogno di progressi nella scienza dei materiali per essere anche lontanamente fattibile). Nel frattempo, parecchie barriere di 20 chilometri di lunghezza potrebbero insieme formare una vela elettrica del vento solare spinto da un cannone elettronico che spara a queste corde per mantenerle in alto potenziale mentre l’imbarcazione gira dando alle corde estese la forza centrifuga e lasciandole abbastanza estese affinché raccolgano la forza dal plasma del vento solare. I cavi possono anche essere usati per generare energia. Le corde sono incredibili maionese da sogno per rendere appetibile qualsiasi idea di spazio folle. I sogni di Tether sono molto al di là dei sogni relativamente quotidiani di Elon Musk sulle città di Marte e sui missili riutilizzabili senza la magica capacità di approvvigionamento di capitale di Elon e la presenza dei media.
Quindi, per Tethers, l’azienda che punta al futuro dal dal 1994 una stampante 3D e un riciclatore a bordo dell’ISS può sembrare un po ‘in discesa e una sfida tecnica limitata rispetto a quello che vogliono fare. Tuttavia, per noi, è un grande salto. Se concepiamo gli astronauti che passano molti anni nello spazio e viaggiano attraverso il sistema solare, ora sappiamo che molte cose impreviste andranno male. Gli incidenti accadranno e le valvole non si apriranno correttamente o come gli O ring non funzionanti hanno ucciso gli astronauti del Challenger. Solo pochi anni fa un difetto progettuale ha quasi fatto affogare nel proprio casco nello spazio un astronauta italiano. Se estendiamo i nostri viaggi spaziali proposti per anni, allora sappiamo che le cose che non avremmo previsto andranno male oltre ogni tolleranza immaginaria per il fallimento che possiamo ingegnere via attraverso la ridondanza. La navicella spaziale perfetta può esistere sulla piattaforma ma non esisterà in corso.
In sostanza, abbiamo bisogno di una cartella magica con cose che potrebbero riparare tutte le cose in modi che non potremmo immaginare che si rompano. Una combinazione di stampante 3D e riciclatore è quella cartella magica. Un’unità di riciclaggio può prendere imballaggi per alimenti, rifiuti e cose che non ne hanno più bisogno e trasformarli in un filamento stampante 3D che può essere stampato in soluzioni per problemi. Le soluzioni non lavorative possono essere riciclate in iterazioni di migliori e tutti quei guasti e il vincitore può essere riciclato in soluzioni future in attesa di accadere. Solitamente ci riferiamo a quelli come filamenti di stampanti 3D. Un rocchetto di filamenti è davvero un aspetto di idee non ancora creato o un rotolo di problemi irrisolti. Il motivo per cui amo la stampa 3D e ne sono completamente ossessionato è l’idea di un riciclatore e di una stampante 3D in grado di ricreare il nostro mondo per sempre lasciandoci il consumatore mentre riutilizziamo, quindi scusate il più efficiente flusso di parole. NASADice che il 95% dei pezzi di ricambio nello spazio non sarà mai usato, ma non sanno quale sia il 95% e che sull’ISS da 13 tonnellate preveda 450 chilogrammi di guasti ogni anno. Questo di per sé costituisce un caso molto convincente per i pezzi di ricambio per la stampa 3D.
Tethers ha ora realizzato un riciclatore compatibile con rack espresso che viene utilizzato a bordo della ISS mentre parliamo. L’ obiettivo dei Refabricators è questa :
“Il Refabricator dimostra un processo unico per materiali plastici di riciclaggio ripetibili a circuito chiuso per la produzione additiva nell’ambiente di microgravità della ISS almeno sette volte. Campioni costituiti da sezioni di filamenti e provini di materiali standardizzati vengono raccolti da ciascun ciclo al fine di quantificare qualsiasi degrado del materiale che si verifica durante il processo di riciclaggio e stampa e migliorare la comprensione del processo di riciclaggio nello spazio. “
Il Refabricator
Questa sarebbe la vera sfida della stampa 3D polimerica qui sulla terra, ma almeno la NASA è realistica sul numero di cicli di riciclaggio e sul degrado delle materie plastiche che molte persone non sembrano conoscere. Il Refabricator ha lo scopo di mostrare,
“La capacità di riciclo / stampa 3D integrata consente quindi notevoli risparmi sui costi riducendo la massa e il volume di lancio richiesti per le materie prime della stampante riducendo al contempo la dipendenza dalla Terra .”
Il CEO di Tethers Rob Hoyt ha detto,
“Fornirà ai futuri astronauti la possibilità di produrre strumenti, pezzi di ricambio, utensili e attrezzature mediche quando ne avranno bisogno, e ridurrà notevolmente i costi logistici per le missioni spaziali con equipaggio riutilizzando materiali di scarto e riducendo al minimo la quantità di pezzi di ricambio che devono essere lanciati da Terra,”
La stampante è stata realizzata per $ 2,5 milioni, quindi è una buona somma da spendere per progettare una stampante che funziona bene nello spazio e può anche riciclare. Tethers ha ulteriori competenze tramite un progetto FabLab da $ 10 milioni per creare un fab lab nello spazio, ma questo è separato dalla iniziativa di stampante 3D di Made In Space . Refetrator Tethers è pensato per riciclare ABS e lo faranno attraverso un processo che hanno chiamato positrusione.
Oltre allo sforzo di Positrusion da parte di Tethers, la NASA sta anche sviluppando il CRISSP sia come parte del programma ISP (In Space Manufacturing) della NASA. CRISSP si concentra sul riciclaggio degli imballaggi, ma viene anche realizzato da Tethers, mentre il Cornerstone Research Group sta facendo uno sforzo simile (ma con la creazione di copolimeri reversibili che possono prendere sacchetti antistatici e trasformarli in parti) e Resonetics è stato incaricato di creare un sensore e pacchetto di monitoraggio . Nel frattempo Made in Space sta lavorando alla sua stampante e alla stampa metallica stampata in 3D per la NASA. Ultratech Machinery ( con stampa 3D ad ultrasuoni), Techshot e Tethers stanno ancora lavorando su parti metalliche. Con Tethers che sceglie di utilizzare il suo sistema di Positrusion per i metalli e quindi combinarlo con un braccio robotico e un CNC. Nei metalli Techshot vuole utilizzare laser a bassa potenza con filo metallico nella sua tecnologia SIMPLE (che è lontana da esso). SIMPLE di Techshot utilizzerà una bobina di induzione attorno ad un ugello FDM per estrudere un filamento metallico che viene poi sinterizzato da un laser a bassa potenza. Anche Techshot sta lavorando al riciclaggio e alla biofabbricazione separatamente .cosa c’è di meglio degli astronauti? Astronauti stampati in 3D. Stranamente, GE non sta lavorando per la NASA su metallo, anche se il suo processo EBM è stato valutato a fondo dalla NASA. Tethers sta anche lavorando alla stampa medica nello spazio mentre lo stesso Marshall Space Flight Center sta provando a stampare elettronica e circuiti. La NASA ha anche intrapreso sforzi per stampare strutture nello spazio al di fuori del veicolo su cui stanno lavorando Made in Space, Loral, Orbital ATK e Tethers . La NASA ha anche strutture di stampa 3D su MARS, quindi Elon ha un posto dove vivere. Questo sforzo MARS ha un elemento di contest e una collaborazione con il Corpo degli Ingegneri dell’Esercito degli Stati Uniti qui sulla terra con l’iniziativa ACES che abbiamo trattato ampiamente. Inoltre, la NASA sta stampando motori e più parti per i sistemi spaziali stessi.
Positrusion è una nuova tecnologia di estrusione di filamenti che Tethers ha inventato specificamente per il riciclaggio basato sullo spazio. Il sistema può accettare ” parti ABS varie, asciugherà e degaserà il materiale in ingresso prima di fondere ed estruderlo attraverso uno stampo, e le dimensioni della sezione trasversale e la velocità di alimentazione dell’estruso di raffreddamento saranno strettamente controllate in un analogo continuo di chiuso -Die stampaggio. ”
Schema NASA del sistema di riciclaggio Positrusion
Nello stampaggio a stampo chiuso, il materiale viene iniettato in uno stampo freddo chiuso ad alta velocità, mentre il degasaggio rimuove il materiale e crea vuoti che devono essere riempiti mentre il materiale di costruzione viene spesso rapidamente raffreddato. Se il Refabricator può controllare la rimozione del gas e rendere il filamento privo di vuoti, assicurandosi allo stesso tempo che non vi siano bolle sulla superficie, potrebbero avere un processo di riciclaggio del fattore di forma molto piccolo. Uno stretto controllo di tale processo potrebbe dare loro anche parti in polimeri di alta qualità. Se riescono a comprimere saldamente il sistema, producono una testina di stampa basata su ugelli davvero straordinaria che può dosare e depositare accuratamente in un punto nel futuro.
Oltre all’ABS, il sistema è stato testato per l’utilizzo con Ultem 9085, questo materiale SABIC è un polimero ad alte prestazioni a bassa fiamma, tossicità e fumosità ad alte prestazioni UL 94-V0 che puoi ottenere da qui sul tuo sistema Stratasys ed è ampiamente utilizzato aerospaziale. Per l’uso dello spazio, Ultem sarebbe significativamente più sicuro dell’ABS e una scommessa migliore in futuro dovrei sperare. Ciò significherebbe che la NASA sarebbe incline ad aumentare il suo uso come materiale da costruzione attraverso l’astronave spaziale o in altre applicazioni materiali? Ultem Tang confeziona qualcuno?
Gli sviluppi come il Rifondatore sembrerebbero assolutamente essenziali per il futuro dell’esplorazione dello spazio e dei viaggi. Riciclando ciò che è a bordo e quello che non è più utilizzato, gli astronauti potrebbero sviluppare soluzioni per molti dei problemi che possono incontrare e prolungare la vita del velivolo sul quale viaggiano. Qui sulla terra, i dispositivi simili ai refurbric possono estendere tutte le cose che ci circondano. Cosa pensi che le case vedranno i rifabtratori o sarà solo uno strumento per gli astronauti? Nel frattempo, qui sulla Terra, Tethers ha appena perso alcune persone molto esperte e spera di evitare un altro arresto, un problema piuttosto banale per un’azienda che desidera conquistare le stelle.
