欧空局的金属3D打印机已运抵空间站 将在太空中创造未来

欧空局的金属3D打印机已运抵空间站将在太空中创造未来一台开创性的欧洲制造金属3D打印机已被发射到国际空间站，这标志着金属3D打印将首次在轨道上进行。这一举措利用了欧空局与空中客车公司之间的合作，旨在展示太空制造的潜力。图片来源：空中客车防务与航天公司"金属3D打印是一项更大的技术挑战，涉及到更高的温度和使用激光熔化金属。因此，必须确保机组人员和空间站本身的安全，而维护的可能性也非常有限。不过如果成功，金属的强度、导电性和刚性将把太空3D打印的潜力提升到新的高度。"第一台在国际空间站上运行的金属3D打印机正在进行地面测试，生产欧空局设计的样品部件。这台金属3D打印机由欧空局主导开发，旨在证明金属3D打印可以在失重条件下进行，为未来的太空制造能力开辟道路，让远离地球的宇航员可以生产他们需要的任何工具或备件。图片来源：空中客车防务与航天公司天鹅座NG-20货运飞船搭载着金属3D打印机以及8200磅重的科学调查报告和货物，于2月1日与国际空间站对接。打开包装后，欧空局宇航员安德烈亚斯-莫根森（AndreasMogensen）将准备并将重约180公斤的金属3D打印机安装到欧空局哥伦布舱的欧洲拉架MarkII中。安装完成后，打印机将在地球上进行控制和监测，因此打印工作可以在没有Andreas监督的情况下进行。金属3D打印机技术演示器由空中客车防务与航天公司（AirbusDefenceandSpaceSAS）领导的一个工业团队开发，该团队也是该项目的共同出资方，与欧空局人类和机器人探索局签订了合同。"这次在轨演示是欧空局与空中客车公司充满活力的小型工程师团队密切合作的成果，"空中客车公司项目经理帕特里克-克雷森说。"但这不仅仅是向未来迈出的一步，更是太空探索创新的一次飞跃。它为在太空中制造更复杂的金属结构铺平了道路。这是确保探索月球和火星的关键资产。"资料来源：空中客车公司打印机将使用一种常用于医疗植入物和水处理的不锈钢进行打印，因为这种不锈钢具有良好的耐腐蚀性。不锈钢丝被送入打印区，打印区由高功率激光器加热，其功率是普通激光笔的一百万倍。当金属丝浸入熔池时，金属丝的末端就会熔化，然后金属就会被添加到打印件中。来自欧空局技术、工程和质量部的欧空局材料工程师AdvenitMakaya为该项目提供了技术支持："打印过程中的熔池非常小，大约只有一毫米宽，这样液态金属的表面张力就能使其在失重状态下牢牢固定。即便如此，不锈钢的熔点约为1400°C，因此打印机是在一个完全密封的盒子里运行的，以防止过多的热量或烟雾进入空间站的乘员舱。在打印过程开始之前，打印机内部的氧气必须排出太空，取而代之的是氮气--如果暴露在氧气中，热不锈钢就会氧化。金属3D打印机将是首次在国际空间站上使用3D打印机进行金属打印。欧空局与空中客车防务与航天公司（AirbusDefenseandSpaceSAS）签订了生产该3D打印机的合同。形状和尺寸科学家们选择了四种有趣的形状来测试金属3D打印机的性能。这些首批物品将与在地面打印的相同形状（称为参考打印件）进行比较，以了解太空环境对打印过程的影响。这四个打印件的尺寸都小于一个苏打罐，每个打印件的重量不到250克，打印时间约为2到4周。由于空间站的噪音规定--打印机的风扇和电机噪音相对较大，计划打印时间被限制在每天四小时。打印完一个形状后，安德烈亚斯将把它从打印机上取下，打包安全运回地球进行处理和分析，以了解太空与地球在打印质量和性能上的差异。作为专用工具的一部分，一个参考和0xg打印件将被送往德国科隆的欧洲宇航员中心（EAC）。另外两份将被送往欧空局的技术中心--欧洲空间研究与技术中心（ESTEC），那里的材料与电子元件实验室团队正在等待样品，以便对打印部件进行宏观和微观分析。最后的打印件将被送往丹麦技术大学（DTU），他们将提出打印件的形状，并研究其热性能，以支持未来的天线排列等工作。为未来做准备罗布补充说："作为一个技术示范项目，我们的目标是证明金属3D打印在太空中的潜力。我们已经学到了很多，希望能学到更多，使太空制造和装配成为现实。"欧空局未来发展的目标之一是创建循环型太空经济，在轨道上回收材料，以便更好地利用资源。其中一种方法是将旧卫星上的碎片重新利用，制成新的工具或结构。3D打印机可以省去用火箭将工具送上去的麻烦，让宇航员在轨道上就能打印出所需的部件。欧空局机械部主任托马索-吉迪尼（TommasoGhidini）指出："金属3D太空打印技术是一项前景广阔的能力，不仅能支持未来的探索活动，还能通过原位制造、维修甚至回收太空结构，为更多应用领域的可持续太空活动做出贡献。这包括在轨大型基础设施的制造和组装以及行星上的长期人类定居。这些方面是欧空局即将开展的技术交叉倡议的重点。"欧空局材料与工艺部主管托马斯-罗尔（ThomasRohr）补充说："这项技术演示展示了微重力环境下金属材料的加工过程，为未来在地球以外制造基础设施铺平了道路。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1416087.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1416087.htm

俄太空船成功与国际太空站对接　将负责送回3名太空人

俄太空船成功与国际太空站对接将负责送回3名太空人俄罗斯无人驾驶太空船「联盟MS-23」，成功与国际太空站对接。太空船将430公斤货物送到国际太空站，当中包括用于医疗研究、清洁、空气监测、科学实验等设备，以及太空站人员的生活物资等。目前在太空站3名分别来自俄罗斯及美国的太空人，预计今年9月乘坐这艘太空船返回地球，到时他们已在轨道上执行了约一年任务，成为国际太空站的新纪录。3人去年9月乘坐另一艘太空船到国际太空站，但太空船其后遭微陨石撞击，泄漏冷却剂，现时太空船内的温度要透过额外冷却太空站的系统维持。如果他们按原定计划原机返回地球，进入大气层时太空船内的高温可能带来危险，因此决定由「联盟MS-23」将他们送返地球。2023-02-2614:35:09

欧空局首个在轨 3D 打印物品 “出炉”

欧空局首个在轨3D打印物品“出炉”据物理学家组织网近日报道，欧洲空间局科学家首次借助3D金属打印技术，在国际空间站上成功打印出一条小型S曲线。这一突破标志着在轨制造领域的巨大飞跃。这款金属3D打印机由空中客车公司领导的一个工业团队制造，该团队与欧洲空间局人类和机器人探索局签订了开发合同。这款演示用打印机于今年1月到达国际空间站，随后被安装到哥伦布舱的欧洲牵引架MarkⅡ内。这款打印机的基本打印步骤是：将不锈钢丝送入打印区域，功率约为标准激光指示器100万倍的高功率激光将该区域加热。当金属丝浸入被加热的熔池内时，金属丝的末端会熔化，从而将金属添加到打印物品上。（科技日报）

火星尘埃能3D打印成火箭部件

火星尘埃能3D打印成火箭部件美国华盛顿州立大学的研究人员发现，将少量模拟碎火星岩石与钛合金混合，在3D打印过程中制成一种更坚固、更高性能的材料，可用于制造探索这颗红色星球的工具和火箭部件。这一突破可以使未来的太空旅行更便宜、更实用。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1319615.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1319615.htm

利用干细胞3D打印组织可修复脑损伤

利用干细胞3D打印组织可修复脑损伤研究人员利用干细胞三维打印出分层脑组织（红色和蓝色），并与小鼠脑组织（蓝色）融为一体金永成/牛津大学在一项新的研究中，牛津大学的研究人员通过3D打印人类神经干细胞，制造出了一种双层脑组织，将其植入小鼠脑组织后，在结构和功能上都与之融为一体。这项研究的通讯作者之一周林娜说："我们的液滴打印技术为设计具有所需结构的活体三维组织提供了一种方法，这使我们更接近于创造个性化的脑损伤植入疗法。"人类诱导多能干细胞（hiPSC）在组织再生疗法中具有巨大的应用潜力。它们是人工干细胞，来源于体细胞，经过基因重编程后达到类似胚胎干细胞的状态，使其具有分化成人体任何细胞类型的独特能力。在目前的研究中，研究人员首先将hiPSCs分化成两种类型的神经祖细胞，分别用于形成大脑皮层的上层和深层。这些特定层的祖细胞被用来制造两种生物墨水，并通过三维液滴打印技术打印成分层组织。在将分层组织植入活体小鼠脑组织之前，先让打印出来的祖细胞成熟，并在一周内监测它们的生长和活性。从干细胞分化到植入三维打印脑组织的过程示意图金永成/牛津大学植入的组织显示出与小鼠脑细胞的紧密结合，包括神经元过程的形成--传导和传输神经信号的指状突起--以及神经元跨越植入物和宿主之间边界的迁移。植入的细胞还显示出与宿主细胞相关的信号活动，表明细胞正在相互交流，并显示出功能和结构上的整合。该研究的另一位通讯作者佐尔坦-莫尔纳尔（ZoltánMolnár）说："人类大脑的发育是一个微妙而精细的过程，有着复杂的编排。如果认为我们能在实验室中重现整个细胞发育过程，那就太天真了。不过，我们的3D打印项目表明，我们在控制人类iPSCs的命运和排列以形成大脑皮层的基本功能单元方面取得了实质性进展。"由于人类大脑皮层有多达六层神经细胞，研究人员计划改进三维液滴打印技术，以创建更复杂的多层组织，从而更逼真地模拟大脑结构。他们说，除了打印出的组织可能用于修复脑损伤外，它还可用于药物测试、大脑发育研究，以及提高我们对认知的理解。这项研究的第一作者金永成说："这一进展标志着我们在制造具有天然脑组织完整结构和功能的材料方面迈出了重要一步。这项工作将为探索人类大脑皮层的工作原理提供一个独特的机会，从长远来看，它将为脑损伤患者带来希望"。该研究发表在《自然通讯》（NatureCommunications）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388129.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1388129.htm

欧空局3D打印制作电磁线圈 提供未来太空任务所需的磁牵引力

欧空局3D打印制作电磁线圈提供未来太空任务所需的磁牵引力这些是用于太空任务的多功能工具--电磁线圈的测试版本，它们是用纯铜3D打印出来的，以产生所需的磁场形状。资料来源：ZARMTechnikAG最近的空间技术进步见证了通过纯铜三维打印技术制造电磁线圈。通过这些创新技术，可以精确制造出对太空任务至关重要的磁场形状。这一发展是欧洲航天局（ESA）通用支持技术计划（GSTP）支持的众多研究合同之一的成果。利用快速成型技术制作的铜线圈选集。这些基准几何图形是用绿色激光源L-PBF制作的。该活动成功展示了纯铜的导电性如何与快速成型制造的设计自由度相结合（两者都是影响电磁线圈性能的重要因素），并使复杂形状线圈的生产成为可能，从而产生专用的磁场形状。资料来源：欧空局GSTP在技术开发中的作用过去三十年来，GSTP在与欧洲工业界和学术界的合作中发挥了重要作用，促成了2000多项研究合同的签订。这些努力对于完善航天和商业用途技术至关重要。作为这些研究努力的产物，电磁线圈在用于卫星姿态控制的电动马达、磁轴承和磁转子中发挥着至关重要的作用。由德国ZarmTechnik公司领导的GSTP项目已成功开发出利用激光粉末床熔融3D打印技术生产这些线圈的端到端流程。GSTP成立于1993年5月13日，最初是欧空局长期计划的一个组成部分，目的是确保欧空局在可能需要的技术方面保持领先。GSTP的目标是与工业界、学术界和参与国合作，预测这些技术可能是什么，或者观察目前在地球上使用的创新技术是否可以改造后用于太空。在该计划的有效期内，已经签订了2000多份这样的合同。资料来源：欧洲航天局（ESA该计划的历史可以追溯到1993年，当时它已成为欧空局保持必要空间技术领先地位战略的重要组成部分。从那时起，该计划就成为欧空局技术倡议的基本要素。值得注意的是，GSTP是欧空局内部的一个可选计划，但它的成功是如此显著，以至于所有欧空局成员国都选择参与。通过欧空局制作的特别视频（见上文）以及最新的全球技术合作计划年度报告，可以了解到全球技术合作计划过去30年来所取得的成就和里程碑。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1394333.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1394333.htm