美国宇航局MSFC材料与工艺开发提供新的3D打印材料和硬件计划

发布者:匿名 2019-05-30 浏览量:2158


不足为奇的是美国国家航空和航天局正与奥本大学合作致力于太空旅行的开发,以创造新的传感技术、空间3D打印材料以及新的硬件和电容器(用于存储电能的设备)。

在美国宇航局最新的MSFC材料和工艺开发中,他们的目标是在宇航员完成探索任务的同时,创造能够按需维持生产、回收和维护的工艺。

从各种不同的传感平台开始,《材料与工艺开发文件》概述了柔性传感技术的计划,例如下一代打印传感器和平台,用于监测宇航员在国际空间站(ISS)期间的健康状况,以及特定的、独特的材料和创建此类设备的新流程。该文件还概述了评估和集成无线通信和柔性部件的需求。

对于储能技术的发展,概述了以下需求:

开发摩擦电源以创建自我维持的传感器系统

完成一个完全打印的超级电容器

开发用于电池更换的高能量密度超级电容器

实现可扩展电池更换应用的设备

此外,还计划与其他组织和大学合作创建一个空间制造数字设计和验证数据库,以及在任务期间创建部件和系统的另一个目录。美国国家航空航天局还计划创建新的实验室方法,例如:

陶瓷粉末加工 - 材料可以减少和均化

振动磨 - 使用3轴研磨操作

微粉磨机 - 快速研磨,适用于小批量生产,粒径<50纳米

粉末处理 - 在流化床内形成气体,为超级电容器产生介电性能

对于纳米技术中的粒度测量,美国航天局的目的是了解平均粒径和分布辅助粉磨均匀大小。与此同时,样品制备对于收集适当的数据至关重要。他们还计划通过使用陶瓷和金属粉末和添加剂来开发纳米墨水,并通过三个辊磨机来创建“厚膜墨配方”:

辊子的速度和间距都是可控的,是最终产品的关键因素。薄膜油墨需要较少的添加剂(通常是粉末材料和载体)并且用于直接写入沉积系统。因此,需要较低的粘度,这可以使用高剪切分散混合器来实现。

对于3D打印,nScrypt 3D多材料打印机作为首选硬件,具有以下特点:

四头性能

智能墨水泵

两个nFD头

300x300x150毫米高精度打印

总的来说,这个想法是在国际空间站建立一个实验室,它还将包括一个直流烧结炉,用于开发超级电容器和热电材料。此外,还计划开发钙钛矿超级电容器(用于储存能量,测试和充电仪器和设备)和等离子烧结超级电容器(提供高能量密度的良好潜力)。

没有人知道它是什么之前美国宇航局一直在使用3D打印技术。然而,在过去的几年里,随着这项技术越来越受欢迎地进入主流,美国宇航局鼓励参加者参与为月球和火星以及太空栖息地创造新的3D打印技术等领域的竞争,也面临着许多挑战。研究人员研究了用于太空的不同实验丝材,并为宇航员在太空中测试自己的血液创造了装置。

[图片来源:奥本大学材料工程系]

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