Представьте себе команду астронавтов, направляющихся на Марс. Примерно в 140 миллионах миль от Земли они обнаруживают, что у их космического корабля треснуло уплотнительное кольцо. Но вместо того, чтобы полагаться на сокращающийся запас запасных частей, что, если бы они могли просто изготовить любую необходимую им деталь по требованию?
Группа исследователей из Беркли под руководством аспиранта Тейлора Уодделла, возможно, совершила гигантский скачок к воплощению этой возможности в реальность. 8 июня они впервые отправили свою технологию 3D-печати в космос в рамках миссии Virgin Galactic 07.
Их микрогравитационный принтер следующего поколения, получивший название SpaceCAL, провел 140 секунд в суборбитальном пространстве на борту космического самолета VSS Unity. За этот короткий промежуток времени он автономно напечатал и выполнил постобработку в общей сложности четырех тестовых деталей, включая космические челноки и фигурки-скамьи из жидкого пластика под названием PEGDA.
«SpaceCAL хорошо показал себя в условиях микрогравитации в прошлых испытаниях на борту параболических полетов, но ему еще предстояло кое-что доказать», — сказал Уодделл. «Эта последняя миссия… позволила нам подтвердить готовность этой технологии 3D-печати к космическим полетам».
Он добавил: «Мы надеемся, что когда-нибудь его можно будет использовать для производства всего: от деталей и инструментов для космических кораблей до новых контактных линз и зубных коронок для членов экипажа».
3D-печать, также известная как аддитивное производство, значительно развилась с момента ее первого патентования в 1980-х годах. Хейден Тейлор, доцент кафедры машиностроения, возглавил группу исследователей Калифорнийского университета в Беркли и Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL), которые изобрели технологию компьютерной аксиальной литографии (CAL) в 2017 году.
Этот новый тип аддитивного производства, который использует свет для формирования твердых объектов из вязкой жидкости, расширил диапазон печатных геометрий и значительно увеличил скорость, с которой можно было печатать 3D-детали. И он хорошо функционировал в условиях микрогравитации, открывая двери для приложений, связанных с исследованием космоса.
Технология CAL также привела Уодделла в Беркли для получения степени доктора философии в области машиностроения. Будучи студентом Висконсинского университета в Мадисоне и инженером-технологом в NASA, Уодделл был очарован 3D-печатью — от ее, казалось бы, магической способности превращать идею в физическую форму до ее доступности и доступности.
Узнав о CAL, он связался с Тейлором и вскоре оказался в Беркли. Там он провел бесчисленное количество часов в лаборатории Тейлора, работая с другими студентами-исследователями над новыми способами использования этой технологии для всеобщего блага.