Stratasys的子公司RedEye與美國(guó)航空航天局(NASA)的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)合作3D打印了衛(wèi)星天線模組的30套支架,用于幫助氣象衛(wèi)星群FORMOSAT-7/COSMIC-2觀察地球大氣電離層、氣候、氣象狀況的太空任務(wù)。
在FORMOSAT-7/COSMIC-2任務(wù)中,將由2016年發(fā)射的6顆氣象衛(wèi)星和2018年的另外6顆攜帶天線模組在太空進(jìn)行觀測(cè)。它們將捕獲地球大氣層和電離層的數(shù)據(jù),來(lái)幫助改善天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)模型,以及推進(jìn)地面的氣象研究。在過(guò)去,天線的支架是用NASA認(rèn)證的特殊合成材料,以傳統(tǒng)機(jī)械加工的方式制造的,存在重大的缺點(diǎn)——耗時(shí)長(zhǎng)、成本高。
NASA的JPL實(shí)驗(yàn)室為了降低成本,并且讓制造時(shí)間在衛(wèi)星發(fā)射時(shí)間之內(nèi),尋求與RedEye的合作,采用3D打印技術(shù)。這首先面臨兩個(gè)問(wèn)題——復(fù)雜的支撐結(jié)構(gòu)和適應(yīng)外太空環(huán)境的3D打印材料。RedEye總經(jīng)理、副總裁Jim Bartel說(shuō):“把FDM技術(shù)使用在太空領(lǐng)域,是前所未有的,將給制造業(yè)帶來(lái)一次革命。如果在外太空的嚴(yán)酷環(huán)境下,F(xiàn)DM技術(shù)可以應(yīng)用,那么這樣看來(lái)在地球上的應(yīng)用將無(wú)所不能”。RedEye 采用了ULTEM 9085熱熔型工程塑料,它有著與鋁合金相似的強(qiáng)度,但是重量更輕。這種材料盡管已經(jīng)通過(guò)美國(guó)航空管理局(FAA)的認(rèn)證,但是卻從未在外太空環(huán)境應(yīng)用過(guò)甚至測(cè)試過(guò)。首先它要通過(guò)一系列測(cè)試,包括紫外線輻射、原子氧、脫氧測(cè)試、熱性能測(cè)試、標(biāo)準(zhǔn)火箭發(fā)射振動(dòng)、聲場(chǎng)載荷的測(cè)試,等等。
最終ULTEM 9085熱熔型工程塑料通過(guò)了所有測(cè)試項(xiàng)。此外,NASA的一種保護(hù)涂層涂在ULTEM 9085材料表層用于對(duì)抗太空的紫外線和原子氧。在2012年3月到2013年4月間,RedEye 3D打印了30個(gè)完整的天線模組進(jìn)行組裝和測(cè)試,并終于在2014年交付NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行最終測(cè)試和安裝。
如果此次運(yùn)用在外太空取得成功,這將是3D打印技術(shù)歷史上值得銘記的一刻。