3D baskı, hem hemen hemen her nesneyi yaratma yeteneği için, hem de en azından kısmen yerinde kaynakları kullanabileceğinden, uzay araştırmalarında kritik bir teknoloji olacaktır. Bununla birlikte, bu uzay kaynakları bir baskada ne kadar çok kullanılırsa, mekanik özellikler yeryüzündeki daha fazla değişir, bu da gerilme veya sıkıştırma mukavemeti ile ilgili sorunlara yol açar.
Ancak yeni bir makale gönderildi Arxiv Concordia Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından ön hazırlık sunucusu, katkı üretimi için karışık bir hammaddede ne kadar ay regolitinin kullanılabileceğini, daha fazla yerel kaynaklı malzeme kullanmayı ve her zamankinden daha fazla lansman maliyetini tasarrufu sağlayabildiğini tanımladı.
Araştırma, ayın yüzeyindeki malzemenin daha yaygın olarak bilinen poliether-eter-keton ile nasıl çalıştığını taklit etmek için yaratılan malzeme olan ay regoliti simulant karışık. Peek, 3D baskıda zaten geniş kullanımda olan bir termoplastiktir, ancak daha önceki ay regolitiyle birleştirme çabaları azalmıştır.
Sert bireysel parçacıklardan oluşan regolit, her yerde toz üflemeden ekstrüde etmeyi zorlaştırdığı için ekstrüzyon zorluklarından muzdariplerdi. Ek sorunlar, basılan malzemenin gözenekliliğinden kaynaklandı, bu da gerilme mukavemetinin azalmasına ve artan kırılganlığın artmasına neden oldu.
3D baskı yönteminde yapılan değişiklikler bu sorunların cevabı gibi görünüyordu. Makalede tartışılan teknolojide iki ana gelişme vardı – basılı malzemeyi baskı yatağına bağlamak için kullanılan bir vida konfigürasyonu ve farklı bir “sal” türü.
Lunar regoliti Simulant’ı (LRS) Peek ile birleştirmek zor bir iştir, bu nedenle Concordia’nın Elektrik Mühendisliği Departmanından Muhammed Azami liderliğindeki araştırmacılar yeni bir “ikiz vida” konfigürasyonu kullanmaya karar verdiler. Tork, daha yüksek regolit içeriği daha yüksek tork anlamına geldiği için karıştırma makinesinin önceki yinelemelerinde bir faktördü ve sonunda peek ile karıştırılmış regolit yüzdesini yaklaşık%30 ile sınırladı. Yeni yapılandırma ile araştırmacılar, bakışla birleştirildiğinde regolitin% 50’sine kadar konsantrasyonları elde edebildiler.
Ancak, bu parçalar basıldığında, delamine etmeye ve çözülmeye başladılar. Just Peek’in baskılarında yaygın olsa da, regolitin eklenmesi sorunu daha da kötüleştirdi. Bunu çözmek için araştırmacılar, ana baskı plakasına baskı bağına yardımcı olmak için bir tür ara katman olan bir “sal” kullandılar. Onların durumunda, sal olarak poliether-keton-keton (PEKK) olarak bilinen farklı bir termopolimer kullandılar ve PEKK’nın bir nozul kullanılarak yazdırıldığı ve LRS/PEEK kombinasyonu diğeri kullanılarak yazdırıldığı çift-nezle sistemi uyguladılar.
Daha yüksek LR’ler konsantrasyonları aldıktan ve delaminasyon/bükülme problemini aştıktan sonra, araştırmacılar örneklerini tavlamaya karar verdiler. Tavlama işlemi baskının bazı mekanik özelliklerini iyileştiriyor gibi görünüyordu, ancak sadece bir noktaya kadar. Daha yüksek LR’lerin konsantrasyonlarında, tavlamanın faydaları, Peek’in polimer zincirindeki artan regolit parçacıklarının sayısı nedeniyle artan polimer zincirindeki kırılmalar nedeniyle belirgin değildi.
3D yeni materyaldeki tüm iyi kağıtlarda olduğu gibi, yazarlar daha sonra çıktılarının mekanik özelliklerine baktılar. Sertlikte gözle görülür bir artış olsa da, daha yüksek LRS konsantrasyonlarında şiddetlenen gerilme mukavemetinde sürekli bir azalma oldu. Birleşik materyal ayrıca “kırılmada uzamayı” (yani artan kırılganlık) azaltmıştı, ancak sonuçta araştırmacılar, yerinde materyal kullanmak için en iyi değiş tokuşun% 60 peek ve% 40 regolitin bir karışımı olduğunu belirlediler. Bu karışım, mümkün olduğunca fazla yerel kaynak kullanırken, mekanik özelliklerin daha ciddi bir şekilde bozulmasından muzdarip değildir.
Kuşkusuz hala iyileştirme için yer var, çünkü bu malzemelerle yapılan deneylerde çok erken. Gelecekte, araştırmacılar LR’leri farklı polimerlerle birleştirmeyi denemeyi ve test/üretimlerinin daha fazlasını vakum ve azalmış yerçekimi gibi simüle edilmiş ay ortamlarında yapmayı planlıyorlar.
3D baskının ayda kullanılan malzemenin büyük bir yüzdesini oluşturması bir süre alacak, ancak o zaman kesinlikle yolda ve deneydeki bu ilk adımlar sonunda oraya nasıl gideceğimiz.
