韓國團隊為NASA開發(fā)現(xiàn)場空間構(gòu)造3D打印

來源： 廣西增材制造協(xié)會

開發(fā)使用3D打印技術(shù)進行原位制造的能力對于在太空中進行制造和建造至關(guān)重要，尤其是在我們要探索或居住在其他太空環(huán)境（例如火星或月球）的情況下。美國航空航天局的百年挑戰(zhàn)項目，3D打印挑戰(zhàn)獎金自2015年超過225萬美元，鼓勵公眾開發(fā)先進的技術(shù)解決方案，以使用3D打印構(gòu)建可持續(xù)的空間探索棲息地。比賽分為三個階段，第一階段專注于棲息地的設(shè)計，第二階段專注于材料技術(shù)的開發(fā)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的測試，最后第三階段專注于現(xiàn)場棲息地的構(gòu)建和建模。

在漢陽大學(xué)的一項研究中，研究人員Jin Young Lee和Tai Sik Lee開發(fā)了一種直徑3米乘2米高的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)滿足第三階段，競賽要求的三分之一比例的3D打印空間棲息地。李大植，漢陽大學(xué)教授（韓國首爾）韓國土木工程與建筑技術(shù)學(xué)院院長，從事太空和極限建筑研究已有十多年了。他還領(lǐng)導(dǎo)了比賽中的領(lǐng)先國際團隊Moon X Construction組，當(dāng)時他們參加了比賽并贏得了結(jié)構(gòu)桿件競賽的第二階段，這是NASA 3D打印的挑戰(zhàn)賽的一部分。

MoonX第2階段獲獎作品。（圖片由韓國漢陽大學(xué)提供）

Lee Tai Sik Lee（中）和來自韓國的MoonX團隊。（圖片由NASA提供）

挑戰(zhàn)的第3階段是現(xiàn)場競賽，去年11月，漢陽大學(xué)的研究人員從其作品入選《韓國土木工程師學(xué)會雜志》后發(fā)表了作品。NASA 3D打印的人居挑戰(zhàn)賽現(xiàn)已完成，最后一個階段3的獲獎?wù)哂?019年5月宣布。AI太空工廠的MARSHA結(jié)構(gòu)被宣布為階段3的獲獎?wù)撸�其驚人的設(shè)計由玄武巖纖維復(fù)合材料和一種基于植物的生物塑料。

AISpace Factory 提供的 MARSHA（圖片由韓國土木工程師學(xué)會雜志提供）

對于韓國研究人員而言，作為國際空間探索研究所（ISERI）目標(biāo)的一部分，該目標(biāo)旨在開發(fā)就地資源，利用（ISRU）技術(shù)以實現(xiàn)對月球和火星的人工探索并為之做出貢獻，因此開發(fā)了韓國月球模擬物——KOHLS-1。這項研究的重點是確定適合KOHLS-1的結(jié)合材料，并按照比賽的要求構(gòu)建太空棲息地的原型。3D打印材料是月球模擬KOHLS-1和聚合物基粘合劑的組合，其中聚乙二醇組合（PETG）最適合，以顆粒形式制造。這不僅將提供使用月球或其他行星資源進行建筑的有效方法，而且還可在地球上使用，以提供更可持續(xù)、可回收的建筑解決方案。

由KOHLS-1和PETG制成的太空人居。（圖片由韓國漢陽大學(xué)提供）

在其他太空制造工作中，歐洲航天局已經(jīng)探索了使用像沙子一樣的建筑材料探索月球棲息地建設(shè)方法，并且整個過程僅需一周即可完成。在國際空間站（ISS）上安裝了第一臺3D打印機的公司，Made in Space公司還利用太空中的聚合物和金屬（甚至是來自ISS的回收廢聚合物）在3D打印方面取得了一些進步，這些產(chǎn)品用于機器人制造太空結(jié)構(gòu)和衛(wèi)星組件，使用其衛(wèi)星制造機（SMM）。