Najprawdopodobniej drukarki 3D używane na ISS nie mają jakiejś fundamentalnej różnicy, która pozwala im drukować w stanie nieważkości.

Niektórzy ludzie z 3Dprint.com podniesieni bardzo podobne pytanie i doszedłem do wniosku, że odwracając drukarkę 3D do góry nogami i na bok:

nie ma żadnej różnicy. Ciekawie jest zobaczyć, jak orientacja ma niewielki wpływ na jakość.

Jeden z wczesnych modeli drukarek 3D - drukarka Bukito - wykazał, że ich drukarka był tak przenośny, że mógł drukować nawet w ruchu i do góry nogami.

Innymi słowy, niektóre konsumenckie drukarki 3D już drukują do góry nogami, więc prawdopodobnie drukowałyby w zerowej grawitacja też!

(W każdym razie to krótkie opowiadanie. Spójrz na post Ryana, który zawiera świetny opis bardziej skomplikowanych części drukowania kosmicznego!)

Aby odpowiedzieć na swoje pytanie, musisz wziąć pod uwagę, w jaki sposób stopiony filament przykleja się do stołu roboczego i innych warstw oraz czy grawitacja ma jakikolwiek wpływ na to, jak przylega. Odpowiedź jest taka, że ​​grawitacja nie ma żadnego realnego wpływu na przyczepność włókna. Zamiast tego plastik łączy się z powierzchnią stołu roboczego, a kolejne warstwy łączą się z warstwą poprzednią. Grawitacja nie ma również żadnego wpływu na sposób podawania włókna ani na sposób poruszania się pasów i kół zębatych. Niektóre uchwyty rolek filamentu mogą nie być używane, jeśli nie zaciskają rolki, a drukarka również wymaga zaciśnięcia. Ale, co może być zaskakujące, tak naprawdę nie ma nic innego, co trzeba zrobić inaczej, aby drukarka działała w kosmosie.

Pierwszym dużym problemem dotyczącym przestrzeni kosmicznej jest tak naprawdę jakość powietrza. Nie możesz po prostu otworzyć okna, aby wywietrzyć zapach stopionego ABS z ISS!

Drukarki FFF wydzielają opary i nanocząsteczki. Na stacji kosmicznej to samo powietrze jest poddawane recyklingowi w kółko, a systemy oczyszczania powietrza mają określony zestaw zanieczyszczeń, dla których są zoptymalizowane, a także projektową wydajność wymiany powietrza i szybkości usuwania chemikaliów, które nie będą regulowane tylko dlatego, że ktoś dzisiaj drukuje spację. Ochrona jakości powietrza w kabinie jest ogromnym czynnikiem projektowym dla każdego eksperymentu przeprowadzanego w kosmos.

Dotychczasowe eksperymenty z drukowaniem Made in Space na ISS przeprowadzono w jednej z próżniowych komór doświadczalnych, więc wszelkie niefiltrowane opary ( lub wybuchy pożaru) można w razie potrzeby odprowadzić bezpośrednio do przestrzeni. Na dłuższą metę to nie zadziała - inne eksperymenty mogą wymagać komory próżniowej lub drukarki „produkcyjne” mogą być zbyt duże, aby się zmieścić. Dlatego drukarka musi mieć własny wewnętrzny system oczyszczania powietrza.

Kolejnym GŁÓWNYM ograniczeniem projektowym jest przetrwanie startów. Ładunki rakiet muszą być zaprojektowane na ekstremalne przeciążenia bez 1) uszkodzeń lub 2) znacznego wewnętrznego przesunięcia masy, które wpłynęłoby na środek ciężkości ładunku.

Bardzo ważna jest tutaj również całkowita masa ładunku: masa podnoszona do niskiej orbity okołoziemskiej jest DROGIE.

Co zaskakujące, samo środowisko mikrograwitacji nie jest aż tak wielkim problemem. Stopiony plastik jest bardzo lepki i prawie pozostaje w miejscu, w którym został umieszczony, wystarczająco długo, aby zestalić się, o ile przywiera do czegoś. Ale przychodzą na myśl dwa skutki.

• Po pierwsze, niezabezpieczona szpula filamentu spróbuje się rozwinąć. Grawitacja nie zapewni tarcia kontaktowego, na którym zwykle polegamy, aby powstrzymać szpule przed gniazdowaniem ptaków. (Pomyśl o tym: ciasno nawinięta szpula to dosłownie gigantyczna sprężyna śrubowa.)
• Po drugie, przepływy ciepła różnią się w mikrograwitacji - nie można polegać na konwekcji pasywnej do chłodzenia wydruku lub silników. Należy zapewnić wystarczający wymuszony przepływ powietrza i rozpraszanie ciepła na wszystkim, co wymaga chłodzenia. Dotyczy to także samej obudowy, ponieważ, jak wspomniano powyżej, komora druku musi być szczelnie uszczelniona, aby można było kontrolować jakość powietrza.

Wreszcie niezawodność jest krytyczna. Amazon nie dostarcza (jeszcze) do ISS. Nawet pojedyncza śruba pozbawiona izolacji może spowodować, że drukarka nie będzie używana na wiele miesięcy, dopóki część zamienna nie będzie mogła być dopasowana do nadchodzącej dostawy. Zapalenie się drukarki, ponieważ zwarcie mogłoby być katastrofalne.

Tak naprawdę chodzi o to, aby drukarka była wystarczająco solidna, aby się tam znalazła, działała bezpiecznie i nigdy się nie zepsuła. W porównaniu z tym drukowanie do góry nogami jest trywialne.