“编织金属”,NASA开发3D打印空间织物可用于宇航服、防护罩

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2018-03-08 21:17:57

一直以来美国宇航局NASA致力于研发新一代的宇航服,可以让宇航员在火星表面自由行走,为了满足宇航员进行各种复杂动作的需要,NASA工程师还使用了最新的制造技术,比如3D打印和激光技术来制造宇航服,宇航员甚至可量身定做适合自己身材的宇航服。

近日,美国航空航天局的喷气推进实验室(JPL)推出了最新的3D打印开发结果:金属“空间织物”。3D打印的金属织物:强大、可折叠、反光且高度耐热,可用于制造未来的宇航员太空服或航天器的屏蔽和绝缘。

创新的3D打印金属材料正由Raul Polit-Casillas领导的团队开发,该团队由喷气推进实验室的系统工程师组成,Raul从小成长在纺织品和面料的环境中,因为他的母亲是时装设计师。 或许正是这一成长经历,给他带来通过3D打印金属织物的灵感,而这一发现可以为NASA和空间探索提供许多有趣的应用。

该材料类似于一种正方形的银色链条织物,是使用增材制造过程创建的,这意味你不需要真正的去“纺织”这些金属“织物”,而是通过3D打印技术将这种纺织的感觉一次性呈现出来。事实上,Raul甚至把织物的制造过程称为4D打印。

Raul说:“我们称之为4D打印,因为我们可以打印这些材料的几何和功能。如果二十世纪的制造业特点是大规模生产,那么这就是大规模生产功能性产品的一个例证。”

目前,3D打印空间织物目前有四个主要功能:反射率、折叠率、拉伸强度和被动热管理。后者是一个至关重要的特征,由织物的一面用于光反射,而另一侧则吸收热量。折叠功能也很重要,因为这意味着材料可以轻松地适应身体运动的弧度。

创新的3D打印空间织物可用于创建耐用和强大的宇航员太空服,制造天线或其他可部署设备,可以将航天器的外表不受诸如陨石之类的东西伤害,甚至可以用来从星球表面捕获和拾取物体。喷气推进实验室认为这种新材料也可以用于将航天器与冰雪卫星或行星(如木星的欧罗巴月亮)形成缓冲区,并创建可以折叠且不平坦表面的“脚”,减少对表面的物理影响,如冰融化。

对于NASA,多功能空间结构可以帮助减少开发成本,而不会牺牲质量或功能。喷气推进实验室的Andrew Shapiro-Scharlotta解释说:“我们还没有充分挖掘这种材料的应用潜力和前景,这种有机和非线性的几何形状十分复杂,但通过3D打印的方法来的制造并不因为复杂性而增加额外的制造成本,这将带来更有效的机械设计。

最终,喷气推进实验室表示,他们还计划在太空中制造这种创新的3D打印空间织物,这可以使宇航员在轨道上更自主。Raul还建议,宇航员有一天可以回收旧材料,并3D打印成空间新的结构,由于缺乏空间资源,这将提供明显的优势。