Studenci wykorzystali moduły liniowe drylin do skonstruowania drukarki 3D, która ma produkować elementy konstrukcyjne w przestrzeni kosmicznej.

Obecnie proces transportu sprzętu w przestrzeń kosmiczną jest dość nieefektywny i kosztowny. Wynika to z faktu, że części konstrukcyjne są przede wszystkim zaprojektowane tak, aby wytrzymać wysokie obciążenia podczas fazy startu statku kosmicznego. Konstrukcje te są jednak przewymiarowane na kolejny okres eksploatacji. Ze względu na wysokie koszty i ograniczoną ilość miejsca w rakiecie nośnej, konieczne są alternatywne rozwiązania.

Monachijski zespół studentów AIMIS-FYT podjął się analizy tego problemu i w ramach studiów inżynierii lotniczej i kosmicznej, pracuje nad procesem druku 3D dla efektywnej kosztowo produkcji w przestrzeni kosmicznej. W tym celu studenci wykorzystują żywicę fotoreaktywną i światło UV, które utwardza żywicę.

Konieczne było zaprojektowanie i zbudowanie drukarki 3D do eksperymentalnych testów procesu w warunkach zerowej grawitacji. W poszukiwaniu odpowiedniej technologii napędowej, inżynierowie zwrócili się do firmy igus i w napędach liniowych drylin SAW znaleźli to, czego od początku szukali.

Moduły liniowe stosowane są w dwóch osiach drukarki i tworzą tym samym centralną jednostkę napędową. Napędy te robią tym większe wrażenie, że profile są wykonane z aluminium zaś elementy łożyskowe to bezobsługowe elementy ślizgowe z wysokowydajnego polimeru, dzięki temu całość konstrukcji charakteryzuje bardzo niewielka masa. Dodatkowo, aby zminimalizować luzy, studenci zdecydowali się wykorzystać dokładniejsze wózki z manualną regulacją docisku wkładki do szyny. Ponadto, aby zapewnić możliwość obracania ekstrudera filamentu, w drukarce zainstalowano lekką oś obrotową robolink D, wykorzystującą mechanizm przekładni ślimakowej.

Aby przetestować drukarkę oraz cały proces, zespół zgłosił się do programu FlyYourThesis! Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Loty paraboliczne odbyły się w listopadzie i grudniu 2020 roku. Kiedy samolot osiąga szczyt wznoszenia i przechyla się w kierunku opadania, występuje zjawisko zwane mikrograwitacją. W efekcie uzyskuje się efekt bardzo zbliżony do stanu nieważkości w przestrzeni kosmicznej. Są to idealne warunki do przeprowadzenia prawdziwego testu drukarki.

– Napędy liniowe zawsze działały bez problemów we wszystkich eksperymentach, dzięki czemu byliśmy w stanie wydrukować mały pręt, a także niewielkie struktury szkieletowe – skomentował Torben Schäfer z zespołu AIMIS-FYT.