Česky English

Úvodní stránka Aktuality Konstrukce CubeSatů vyrobené 3D tiskem umožní levnější a rychlejší mise

Konstrukce CubeSatů vyrobené 3D tiskem umožní levnější a rychlejší mise

27.7.2017

Konstrukce CubeSatů vyrobené 3D tiskem umožní levnější a rychlejší mise

Coby první test nového tvrdého a elektricky vodivého plastu vyrobila ESA 3D tiskem konstrukce družic CubeSat, a to včetně elektroinstalace. V budoucnu mohou být takovéto miniaturizované družice připraveny k práci bezprostředně poté, co budou osazeny přístroji, elektrickými obvody a panely slunečních baterií.

„Řešíme teď 3D tisk s pomocí polyether-ether-ketonu, jehož označení je PEEK,“ vysvětluje Ugo Lafont z ESA.

„PEEK je termoplast s velmi dobrými vnitřními vlastnostmi pokud se týká pevnosti, stability a tepelné odolnosti. Jeho tavný bod je kolem 370 stupňů Celsia. Je dokonce tak robustní, že může vykonat srovnatelnou práci, jako některé kovové součásti.“

„Projekt jsme začali s portugalskou firmou PIEP, přičemž naším prvním úkolem bylo udělat PEEK elektricky vodivý. Dosáhli jsme toho přidáním jistých nanočástic.“

„Tento typ úprav na zakázku probíhá už od počátku vzniku průmyslu plastových hmot. Plasty jsou spojovány s různými materiály, aby bylo dosaženo potřebných vlastností. Například aby byly odolnější nebo lesklejší. V tomto případě bylo ‘nadopované’ vlákno PEEK použito jako standardní surovina v našem 3D tisku.“

Coby demonstrace toho průlomu se Ugo Lafont a Stefan Siarov z nizozemské univerzity TU Delft rozhodli „vytisknout“ konstrukce družic CubeSat.

Jde o levné nanodružice obrazně řečeno „v kostce“: jsou založené na robustních spojovatelných elektronických deskách uložených v jedné nebo více standardizovaných jednotkách tvaru krychle o délce hrany 10 cm. CubeSaty byly původně vyvinuté jako vzdělávací nástroje, ovšem nyní se jejich využívání výrazně rozšířilo.

„Výsledné struktury CubeSatů vyrobené z PEEku budou schopné letu do vesmíru,“ komentuje Stefan Siarov. „Ale tyto konstrukce jsou navíc i funkční, protože obsahují elektronicky vodivé prvky namísto běžné kabeláže propojující různé subsystémy CubeSatů.“

V rámci dalšího kroku spolupracuje tým materiálové fyziky a chemie s ředitelstvím ESA pro pilotované lety a robotický průzkum na tiskárně PEEK optimalizované pro použití ve vesmíru. Ta má být otestována nejprve během parabolických letů, později by měla najít uplatnění jako služba pro kosmonauty na palubě ISS.

„Naší vizí je vytvořit novou strategii údržby,“ dodává Ugo Lafont. „Namísto toho, abychom jen vyráběli hračky bez nějaké přidané hodnoty, PEEK a srovnatelné termoplasty jsou dostatečně robustní, takže jsme s nimi schopni nalézt mnoho praktických využití. Plus navíc přidat možnost elektrické funkcionality.“

„Posádky kosmické stance potřebují širokou paletu předmětů, které je dnes nutné dopravit do vesmíru ze Země: vše od šroubováků přes ventily až po hermetické kontejnery. Přitom všechno toto může být vyrobeno 3D tiskárnou. Včetně zubních kartáčků, protože PEEK je biokompatibilní.“

„3D tisk těchto předmětů na oběžné dráze bude levnější a může změnit roli recyklace. Protože tyto plastové předměty mohou být později recyklovány, snižujeme vzácnost materiálů ve vesmíru a otevíráme novou kapitolu pilotovaných misí, které jsou nezávislejší.“

Stefan Siarov již mezitím začal zkoumat recyklovatelnost dalších ve 3D tiskárnách využívaných termoplastů v Evropském středisku kosmonautů v německém Kolíně nad Rýnem.

„Poslední dekádu pozorujeme rostoucí zájem o odolné termoplastické materiály,“ komentuje Christopher Semprimoschnig ze sekce ESA fyziky materiálů a chemie. „Svoboda, kterou nové procesní možnosti jako je třeba 3D tisk, nabízí, je pro ESA zajímavá.“

Tyto 3D tiskem vyrobené komponenty již dosáhly jistého stádia zralosti, takže malé strukturální části z PEEKu poletí i na sérii meteorologických družic MTG (Meteosat Third Generation) před koncem tohoto desetiletí.

Další informace jsou k dispozici na portálu Evropské kosmické agentury (ESA).

Autor: Tomáš Přibyl   |   Sekce: Aktuality   |   Tisk   |   Poslat článek známému




RSS kanál  |  XML Sitemap  |  Mapa webu  |  Redakční systém WebRedakce - NETservis s.r.o. © 2018

2017 Odbor ITS, kosmických aktivit a VaVaI 

Background image ©ESA - P.Carril
Administraci zajišťuje redakční systém společnosti NETservis s.r.o.