格拉斯哥大学詹姆斯·瓦特工程学院的贝莱博士及其团队获得了一项新型3D打印机的专利。这台打印机可实现在零重力环境下正常工作,还能在太空真空环境中运行,这意味着它可用于飞船和空间站外的作业。

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据格拉斯哥大学介绍,研究团队带着该设备进行了三次测试飞行,累计获得了90多个持续22秒的失重时段,借此测试其在微重力环境下的性能。2014年,3D打印机首次在轨道上投入使用,让国际空间站上的宇航员能够按需打印塑料部件和工具。去年,欧洲航天局发射了一台金属3D打印机,并正在国际空间站上对其进行测试,以研究微重力对金属部件打印的影响。不过,这些设备都是为在国际空间站的加压舱内使用而设计的,其加压水平与地球上的相近。

贝莱博士表示:“增材制造,也就是3D打印,能快速且低成本地生产出极为复杂的材料。然而,在地球上运行良好的设备,在太空真空中往往不够稳定,而且3D打印从未在国际空间站的加压舱外进行过。传统3D打印机中的丝材在微重力和真空中经常会断裂或堵塞,这是需要解决的问题,以便它们能够在太空可靠使用。”

与大多数地球上的3D打印机所用的典型丝材不同,贝莱博士及其团队研发了一种颗粒状材料,能更轻松地被吸入3D打印机的进料仓并更快地进入喷嘴。使用这种材料还可以防止丝材断裂或堵塞,使其工作更加可靠,需要的监管也更少。

除了在轨道上生产工具和飞船部件外,该团队还设想利用这台打印机打印其他能在陆地上带来突破性进展的物体。比如空间反射器,它可以在轨道上收集太阳能并反射到地面站,从而实现全天候的太阳能发电厂。贝莱博士还谈到用它来生产比我们现在拥有的效果更好的药物产品。

“在太空生长的晶体通常比地球上制造的更大、更有序,因此轨道化学工厂可以生产新的或改进的药物,供送回地面。”贝莱博士说,“例如,有建议称,在太空生长的胰岛素可能比地球上生长的胰岛素效果好九倍,能让糖尿病患者每三天注射一次,而不是像现在这样每天注射三次。”

如果被证明有效,这台3D打印机将允许宇航员开始在国际空间站外打印更大的物体。这可能会彻底改变太空旅行,因为易碎且笨重的物体可以在太空打印,而不是被装上巨大的火箭从地面发射升空。当我们再次登上月球时,这项技术将简化月球制造,我们或许很快就会从月球向火星发射火箭。


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