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摘要:这项技术有朝一日将使人类能够3D打印月球基地,并在太空中制造卫星和月球上的太阳盾,以帮助对抗全球变暖,据领导该项目的渥太华卡尔顿大学机械和航空航天工程系副教授亚历克斯·埃勒里说,“我相信,自复制机器将对太空探索产生变革,因为它有效地绕过了发射成本,”埃勒里告诉《太空》杂志。
加拿大一所大学正在研发一种可以利用月球材料重新创造自我的3D打印机。
这项技术有朝一日将使人类能够3D打印月球基地,并在太空中制造卫星和月球上的太阳盾,以帮助对抗全球变暖,据领导该项目的渥太华卡尔顿大学机械和航空航天工程系副教授亚历克斯·埃勒里(Alex Ellery)说,
“我相信,自复制机器将对太空探索产生变革,因为它有效地绕过了发射成本,”埃勒里告诉《太空》杂志。[月球基地和月球殖民地的工作原理(信息图表)]
工程师设想,一台3D打印机可以被送到月球上,在月球上,它可以从周围的月球材料中复制数千份。一旦有了足够的3D打印机,这家自我复制的工厂将专注于建造人类探索所需的所有其他设备和基础设施。
Ellery说,他和他的同事们已经接近能够用类似于月球上的材料来3D打印出一台功能齐全的电动机。Ellery称,尽管一些商用3D打印机可以重印一些自己的部件,但这些打印机都不能生产电机和电子产品。
“我们的出发点是RepRap 3D打印机,它可以打印许多自己的塑料部件,”Ellery在谈到最初开发的开源设备时告诉《太空》杂志英国巴斯大学。”为了完全自我复制,它需要打印它的金属棒、电机、电子设备和软件,以及自我组装。
Ellery和他的团队在去年发表在《航天器和火箭杂志》上的一篇文章中描述了这个项目,正在使用塑料材料和铁屑的混合物来3D打印电机的两个部分,定子和转子。
一个早期的尝试,在硅塑料基板上3D打印铝合金电线。三维打印机原型正在卡尔顿大学开发。(图像信用:Alex Ellery)“KDSPs”“我们需要最大限度地通过转子的磁线程,这需要更多的铁,但尽量减少定子中的涡流,这需要更少的铁,”埃勒里说。所以我们一直在改变塑料基质中的铁含量。Ellery说,制造类似混合物所需的元素可以从月球表土中提取。安装有机械臂的月球3D打印机会将这些浮土舀起来,用所谓的法国透镜将阳光聚焦到光束中,加热到大约1650华氏度(900摄氏度)。这一过程将首先清除月球土壤中的挥发性气体。随后,一种叫做钛铁矿的成分将被分离出来,并用于提取铁,据Ellery所说,
“尽管我们正在使用[聚乳酸]塑料[用于3D打印部件],我设想用硅塑料代替它-这种塑料可以由月球挥发性碳化合物和月球水制造,Ellery解释道:
作为实现电机3D打印的下一步,研究人员的目标是用打印在聚乳酸塑料基板上的铝线圈(后者是用于3D打印的常见材料)来代替电机的线圈。在月球上,铝将被fernico(铁镍钴合金)取代,塑料将被一个由月球土壤熔化而成的陶瓷基板取代。
印刷在塑料基板上的铝线圈产生的磁场“实际上相当弱,所以我们正在设法增加更多的层“增加流过它们的电流,”埃利说但最终,wh
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