北達(dá)科他大學(xué)獲NASA 75萬美元撥款，用于開發(fā)3D打印太空服

來源：未知大陸

據(jù)了解，北達(dá)科他大學(xué)（UND）的研究人員已獲得75萬美元的NASA撥款，用于開發(fā)3D打印太空服。與馬歇爾、約翰遜和肯尼迪航天中心的工作人員一起工作的是UND太空研究部門的教授和主席Pablo de Leon，他將進(jìn)行一項(xiàng)為期三年的研發(fā)項(xiàng)目，以證明這個概念的可行性。這種增材制造的服裝被昵稱為“ NDX-3”，將使用多種柔性聚合物制造而成，并最終通過運(yùn)動捕捉測試與傳統(tǒng)太空服進(jìn)行比較。

León解釋說：“到目前為止，所有的加壓服和宇航服都是用傳統(tǒng)的縫紉技術(shù)制造的。”“制作一件太空服需要非常熟練的縫紉工匠花費(fèi)數(shù)千小時，而且它們也非常脆弱。重新思考太空服的制作方式是很重要的，我們發(fā)現(xiàn)3D打印可能有助于這一點(diǎn)。當(dāng)我們冒險穿越近地軌道時，宇航員將需要一種可靠的方法來修復(fù)和調(diào)整他們的宇航服�！�

從縫紉到制造的轉(zhuǎn)變
在過去的七十年中，宇航服在很大程度上以相同的方式構(gòu)造，使用傳統(tǒng)的縫紉技術(shù)將聚氨酯尼龍，各種金屬和可穿戴聚合物縫合在一起。對于熟練的縫紉技師而言，此過程需要數(shù)千小時才能完成，即使與現(xiàn)代航空航天標(biāo)準(zhǔn)相比，成品服裝也是古老的技術(shù)。

更重要的是，這些服裝并非物有所值，每套的造價約為200萬美元，而且由于是為每位宇航員量身定制的，因此通常也不能重復(fù)使用。幾年前，UND開始與NASA合作，以改變宇航服的制造方式，其目的是設(shè)計(jì)一種增強(qiáng)的，更具成本效益的替代設(shè)計(jì)。

盡管de León教授和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在該項(xiàng)目上工作了一段時間，但最近他們才將3D打印集成到加壓服裝的設(shè)計(jì)中。直到團(tuán)隊(duì)考慮深空探索的前景時，他們才轉(zhuǎn)向增材制造，并因此獲得了NASA合同。

德萊昂教授解釋說:“在火星和其他星球上，宇航員沒有足夠的裁縫師來照顧他們的宇航服，而向任務(wù)控制中心要這些部件則需要一年多的時間。”

他補(bǔ)充說：“因此，我們將要做的是主要使用3D打印技術(shù)來制造可加壓的太空服�！� “ NASA已決定為我們的實(shí)驗(yàn)室提供資金，因?yàn)檫@有可能改變未來太空服的生產(chǎn)方式，并有助于減少“對地球的依賴性”，這是航天局的目標(biāo)之一。”

UND團(tuán)隊(duì)的最新原型將使用柔性細(xì)絲進(jìn)行3D打印

UND雄心勃勃的新型3D打印太空服
在為期三年的NASA合同中，UND團(tuán)隊(duì)將通過開發(fā)和3D打印整件服裝來評估增材制造技術(shù)在宇航服設(shè)計(jì)中的潛力。盡管研究人員仍處于設(shè)計(jì)過程的早期階段，但他們已經(jīng)為所需的外觀建模并進(jìn)行了許多材料評估。

最初，該團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)被認(rèn)為是“過于綠色”，但他們改進(jìn)了技術(shù)，使用了一系列不同的柔性細(xì)絲對零件進(jìn)行了打印和壓力測試，現(xiàn)在NASA要求提供完整的原型。隨著項(xiàng)目的進(jìn)展，UND的太空部門將與NASA更加緊密地合作，以匯集專業(yè)知識，并利用該機(jī)構(gòu)的先進(jìn)3D打印技術(shù)。

“在過去，我們一直非常接近NASA的中心，這個特殊的項(xiàng)目，我們將需要他們的專業(yè)知識，投入和專門的設(shè)備，”里昂說。NASA幾十年來一直是3D打印領(lǐng)域的先驅(qū)。它擁有一些最先進(jìn)的設(shè)備和最好的專家，幫助我們解決我們將在這個項(xiàng)目中發(fā)現(xiàn)的一些問題。”

“我們將與馬歇爾，約翰遜和肯尼迪航天中心合作，因?yàn)樗鼈冊谀承╊I(lǐng)域具有專長，我們將使用它們來開發(fā)原型和用于打印原型的設(shè)備�！�

一旦團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了他們的附加原型，他們將對其進(jìn)行一系列運(yùn)動捕捉測試，以將其性能與常規(guī)飛行服進(jìn)行比較。假設(shè)該服裝是為在火星上使用而設(shè)計(jì)的，則運(yùn)動捕捉測試將模擬外太空的狀況，從而使研究人員能夠準(zhǔn)確地測量其可靠性。

宇航服的靈活性，機(jī)動性和步行運(yùn)動學(xué)等因素都將在設(shè)置期間受到密切監(jiān)控，以確保宇航服盡可能地易于搬動。在該項(xiàng)目的后期階段，人體掃描技術(shù)將用于創(chuàng)建定制的原型，這些原型旨在“完全適合”未來的宇航員。

萊昂教授總結(jié)說：“我們認(rèn)為，對于長時間的太空飛行而言，擁有一套完全適合您并為您量身定做的宇航服比采取“一種尺碼適合所有人”的方法更好。 “使用傳統(tǒng)技術(shù)將是昂貴且非常困難的，但是使用增材制造則可以做到這一點(diǎn)�！�