加拿大航天局和AON3D,，將3D打印部件發(fā)送到太空用于醫(yī)學(xué)研究

南極熊導(dǎo)讀，隨著商業(yè)航天領(lǐng)域持續(xù)擴(kuò)大到更大的私人市場,，人們正在積極探索,，將3D打印部件發(fā)射到太空去，探索可以產(chǎn)生什么樣的奇妙變化,。

△加拿大航天局和AON3D合作,，利用3D打印技術(shù)，將共同探索人類未知的知識盲區(qū)

2022年8月1日,，南極熊獲悉,，熱塑性塑料工業(yè)3D打印機(jī)制造商AON3D透露，國際空間站（ISS）已收到3D打印的零件,，德國歐洲航天局（ESA）宇航員和材料科學(xué)家Matthias Maurer立即對它進(jìn)行了一系列醫(yī)學(xué)研究,。

這家總部位于加拿大的公司，使用Sabic Chemicals的ULTEM 9085樹脂,，和高溫工業(yè)3D打印機(jī)AON M2+創(chuàng)建了一個組件,，用于探索不同的血液樣本制備方法。

使用新部件進(jìn)行離心分離,，通過一個被稱為血液分餾的過程將血液分離,，這種技術(shù)用于分析宇航員的樣本元素，以創(chuàng)造新的診斷信息,。據(jù)悉,，該部件在短短16小時內(nèi)就被打印出來，它將有助于研究微重力對人體的短期和長期影響,。

這種類型的機(jī)載研究,，對于未來長期太空飛行的成功至關(guān)重要。典型的國際空間站任務(wù)通常需要6個月的往返時間,。這還不包括未來人類往返火星的任務(wù)可能持續(xù)三年,。在太空中增加更多的時間，可能會對人體產(chǎn)生其他影響,，這就是為什么國際空間機(jī)構(gòu)目前遇到的問題,，缺乏長期生活所對應(yīng)的經(jīng)驗和知識。因為,，研究是建立深空任務(wù)基線的根本,，科研人員,，需要了解長期太空飛行對航天員潛在對健康問題。此外,，快速,、高效和可持續(xù)地打印零件，可以幫助加快研究進(jìn)度,。

△國際空間站

技術(shù)難題
加拿大航天局（CSA）要求AON3D打印離心機(jī)部件,。該公司成立于1990年，曾為詹姆斯-韋伯太空望遠(yuǎn)鏡,、Canadarm2機(jī)器人手臂,、Dextre機(jī)器人助手和國際空間站的移動基地系統(tǒng)做出了貢獻(xiàn)，通過投資空間技術(shù)支持創(chuàng)新,、科學(xué)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,。

對于這個特殊的部件，加空局面臨的挑戰(zhàn)是,，為軌道實驗室設(shè)計一個可供飛行的部件,。由于工程團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的制造方法,，將大大增加原型設(shè)計的成本,，并延遲最終使用部件的開發(fā)，因此它們轉(zhuǎn)向了3D打印技術(shù),。

因為該技術(shù)允許通過內(nèi)部原型設(shè)計,，獲得快速設(shè)計迭代的優(yōu)勢。在這種情況下,，對每個設(shè)計進(jìn)行細(xì)微的修改是很容易的,。與可能需要數(shù)周和多個生產(chǎn)階段的傳統(tǒng)制造相比，在AON M2+上進(jìn)行3D打印,，只需幾個小時就能生產(chǎn)出最終零件,。

此外，該應(yīng)用的材料選擇,，對于確保符合NASA的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要,。這是一個主要的設(shè)計考慮因素，以確保太空中的零件符合所需的安全標(biāo)準(zhǔn),。根據(jù)NASA的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，ULTEM材料符合標(biāo)準(zhǔn),，因為它在真空中的總質(zhì)量損失（TML）很低,，具有阻燃性能，而且無毒害,。打印完成后,，該部件在安全審查和美國宇航局發(fā)射前，被送到CSA進(jìn)行機(jī)械測試。

△AON3D的3D打印離心機(jī)部件

開展3D打印項目,，是CSA未來目標(biāo)的一部分,。幾年前，它還向加拿大3D打印公司Burloak Technologies授予了一個為期兩年的項目,，以加速該工藝在空間中對開發(fā)應(yīng)用,。

3D打印助力重返月球
在他們與AON3D的最新ULTEM離心機(jī)部件取得成功后，該機(jī)構(gòu)對其它幾個需要3D打印,，來優(yōu)化設(shè)計和制造的項目表示出了濃厚的興趣,。

該機(jī)構(gòu)一直在考慮其他高溫塑料，如PEEK,，一種能夠承受太空中極端加熱和冷卻循環(huán)的材料,。未來，這種材料將被用于,，開發(fā)3D打印熱塑性月球車的地面原型,，作為即將開展的PEEKbot項目的一部分，該項目由大學(xué)牽頭,，由加拿大自然科學(xué)與工程研究委員會（NSERC）資助,，旨在開發(fā)一種能夠在月球夜晚中生存的月球車，月球晚間的溫度可降至-208°F（-130℃度）,。

△Astrobotic 3D使用AON3D的機(jī)器,，打印推進(jìn)器原型

2016年，起初AON3D通過Kickstarter活動獲得資金,，除了地面業(yè)務(wù),，該公司一直專注于太空的3D打印部件。2020年9月,，該制造商獲得了1150萬美元的資金,，用于資助最終使用的熱塑性部件的大規(guī)模生產(chǎn)，包括第一個成功登陸月球的3D打印物體,。
通過與月球物流公司Astrobotic的合作,，AON3D幫助該公司的Peregrine Mission One (PM1) 新一代月球車重新返回月球（該任務(wù)的目的，自阿波羅任務(wù)以來,，第一個在月球上軟著陸的美國月球車）,。

根據(jù)計劃，當(dāng)PM1于2022年底,，在月球著陸時,，它將攜帶AON3D打印的最終用途部件，例如,，用高級熱塑性材料制成的夾具,、支架和推進(jìn)器原型等,。